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[摘 要]汽车行业在时代的变化中不断实现对质量、安全、性能、环保等方面的追求,充分利用并且研发新的高分子材料,以实现行业追求。目前我国汽车企业的发展已经逐渐展现出了自己的特色与创新,在技术的研发上、材料的选择上以及对环保的要求上都有着一定的潜力,在未来的发展过程中将会拥有良好的前景和广阔的市场。
[关键词]高分子材料;汽车;应用
中图分类号:TP297 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)10-0242-01
引言
当前汽车工业得到了快速发展,要求在车体结构、车身重量、防止腐蚀、做好隔音减振、节约能源等方面实现突破性进展,要求生产工艺实现自动化、行驶达到高速化。因此在生产汽车过程中大量应用重量轻、韧性好、不易腐蚀、良好隔音隔热的高分子材料,不但可以在汽车行驶中节约大量的燃料而且也可以提高汽车综合性能。所以当前高分子材料已普遍应用于汽车生产当中。
1高分子复合材料概念及特点
高分子复合材料是指高分子材料和其他不同组成、不同形状、不同性质的物质复合粘结而成的多相固体材料,且拥有界面的材料。高分子复合材料最大优点是博各种材料之长,如高强度、质轻、耐温、耐腐蚀、绝热、绝缘等性质。因此,可以根据需要,将高分子材料和其他具有特殊性质的材料进行复合加工,从而制得满足实际需求的复合材料。高分子复合材料在汽车领域的应用意义:中国不仅是人口大国,而且是汽车大国。从2009-2016年,我国的汽车保有量一直保持递增的状态。但是,这也引起了严重的环境污染问题。随着每辆车的废气排放,二氧化碳引起的气候变暖等问题将越来越严重。据研究,一辆轿车每减少质量100kg,每百公里燃油消耗就平均减少0.5L,二氧化碳排放就会随之减少500g。因此,这就要求将更轻、更强的材料应用于汽车上,而由上述可知,高分子复合材料能够很好地满足这一条件,所以说,高分子复合材料在汽车领域的应用具有极为重要的意义。
2高分子材料在汽车上的应用状况
2.1汽车饰件上的应用
汽车的饰件主要有内饰件与外饰件。这些饰件的作用等同于汽车的功能结构件。它们不但具有多方面的功能,而且主要占据着汽车的外观,是购买汽车者的首要选择。
2.1.1内饰件
汽车的内饰件主要有仪表板、车门内板、方向盘、座椅、顶篷、地垫、遮阳板等。内饰件不但要保证具有减振、隔热、隔音、遮音等作用,而且还要求做到耐热与高抗冲性、高强度与刚性、表面硬度高、不易被化学品腐蚀、不怕刮擦、保护环境等特点。最早汽车内饰件主要应用金属、木材、纤维纺织品等制作而成,不但外观较差而且也不利于保护环境。因此,高分子材料以其独有的优势迅速得到了汽车行业的应用。当前,汽车内饰件当中应用的塑料在汽车全部塑料中占到了一半以上。过去汽车内饰件主要应用PVC、ABS、PU等。当前汽车内饰件则主要应用聚丙烯材料,有着无以伦比的优势,如较好的韧性、较大的强度、较好的弹性、可以隔热、不怕腐蚀、可以随地取材、可以实现二次利用、成本较低等,因此得到了汽车内饰件的普遍应用,特别应用于汽车当中最大的内饰件--仪表板方面。PP仪表板是最近几年才出现的新型仪表板,不但有着较强的韧性与强度,而且外观较美、成本较低,所以广泛应用于汽车的仪表板方面。欧洲是世界范围内生产汽车最多的地区,他们的汽车仪表板全部采用PP,而且还在不断扩大应用范围。
2.1.2外饰件
汽车的外饰件主要有保险杠、雨刮、车灯、车玻璃、门把手、门锁等。在过去较长时期内,汽车外饰件主要使用金属合金,主要缺点是重量大、外观差、价格昂贵、不能环保、容易腐蚀等。随着高分子材料普遍应用于汽车工业,尤其是汽车保险杠主要使用塑料制作而成。保险杠的主要作用就是当汽车受到冲撞时,可以抵消一部分冲击力,具有缓冲的作用,可以保护外界的人与车。因此保险杠不但要做到外观美而且还需具有很好的安全保护作用。当前世界范围内的保险杠应用高分子材料制作的占到了十分之九以上。主要应用SMC、GMT和改性PP等材料。保险杠的组成部分有面板、缓冲材料、横梁。合成面板主要应用PP制作而成,如桑塔纳轿车的保险杠面板应用的材料就是共聚丙烯加熱塑性弹性体。与其它材料相比,这种材料的具有较大弹性、可以有效低消外界冲击、不易损伤等优点,这样的保险杠在受到外力冲击过程中,能够最大程度地减轻冲力,可以有效保护车外人的生命安全。
2.2汽车功能结构件上的应用
汽车的功能构件主要有发动机、暖风机等。汽车功能构件会直接对汽车的各种功能造成影响,因此功能构件必须要符合规定的标准要求,要具备高强的质量,例如:耐高温、耐腐蚀、耐老化等,能够拥有较长的使用期限,制作加工成本相对比较低等。燃油箱也属于汽车的功能构件,燃油箱的结构是具有一定复杂性的,它关系到汽车的安全性能。最初的燃油箱是由钢作为材料的,但是钢的成本比较高,制作起来比较复杂。而后燃油箱开始使用塑料作为材料,塑料比较轻便,成本低,加工简单快捷,并且具有阻燃的性质,具有非常大的优势。目前我国研发出了树脂汽油燃油箱,使用起来更加方便快捷,更加具有优势。
3高分子材料在汽车上应用还存在的问题及解决办法
3.1成本问题及解决办法
目前,我国众多的汽车企业都在进行高分子材料的研发,希望研发出更加轻便快捷,更加符合现代化发展方向的材料来应用到汽车当中。但是我国的高分子材料研发起步较晚,发展速度比较缓慢,在技术上也存在很多的不成熟之处,创新性比较低,成本比较高。许多技术都被国外所垄断,这也成为了我国自主高分子材料研发的一个重大困难之一。因此目前我国所主要解决的就是技术问题和工艺问题,应当扩展途径,寻求新的工艺,更加具有价格优势、成本优势和质量优势的生产工艺。另外还需要迫切解决的还有汽车材料的回收利用问题。
3.2功能结构件机械性能问题及解决办法
高分子材料虽然与传统的材料相比有很多优势,但是也存在一定的弊端。高分子材料容易受到外界因素的多方面影响,容易发生老化,容易发生质变,性能也会随之使用年限的增加而降低。有些高分子材料制作成的零件容易受到高温或者潮湿环境等的影响,在长期的使用过程中其使用性能会大大降低。因为想要解决这一问题就需要从全面的角度出发,研发出具有综合性能的材料,适合工程使用的高分子材料。
3.3安全防火问题及解决办法
高分子材料通常比较容易燃烧,因此也极其容易造成一系列的安全问题。对此,最为有效的解决方法就是添加阻燃剂。
结束语
总之,在将来的汽车发展中,汽车轻量化是各个生产企业追求的最终目标,由于高分子材料具有质量轻、性能高、生产简单、安全环保、低成本等众多优点,因此将来必然会应用于汽车生产当中,塑料有望代替金属在汽车生产中得到普遍应用。
参考文献
[1]程晓春.新型高分子材料在汽车动力系统中的应用进展[J].新材料产业.2005(09)
[2]颜景莲,王玲,梁星才.汽车用高分子材料的老化测试技术及进展[J].汽车工艺与材料.2004(11)
[3]李树生,江梅.汽车发动机周边用高分子材料[J].汽车工艺与材料.2001(07)
[关键词]高分子材料;汽车;应用
中图分类号:TP297 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)10-0242-01
引言
当前汽车工业得到了快速发展,要求在车体结构、车身重量、防止腐蚀、做好隔音减振、节约能源等方面实现突破性进展,要求生产工艺实现自动化、行驶达到高速化。因此在生产汽车过程中大量应用重量轻、韧性好、不易腐蚀、良好隔音隔热的高分子材料,不但可以在汽车行驶中节约大量的燃料而且也可以提高汽车综合性能。所以当前高分子材料已普遍应用于汽车生产当中。
1高分子复合材料概念及特点
高分子复合材料是指高分子材料和其他不同组成、不同形状、不同性质的物质复合粘结而成的多相固体材料,且拥有界面的材料。高分子复合材料最大优点是博各种材料之长,如高强度、质轻、耐温、耐腐蚀、绝热、绝缘等性质。因此,可以根据需要,将高分子材料和其他具有特殊性质的材料进行复合加工,从而制得满足实际需求的复合材料。高分子复合材料在汽车领域的应用意义:中国不仅是人口大国,而且是汽车大国。从2009-2016年,我国的汽车保有量一直保持递增的状态。但是,这也引起了严重的环境污染问题。随着每辆车的废气排放,二氧化碳引起的气候变暖等问题将越来越严重。据研究,一辆轿车每减少质量100kg,每百公里燃油消耗就平均减少0.5L,二氧化碳排放就会随之减少500g。因此,这就要求将更轻、更强的材料应用于汽车上,而由上述可知,高分子复合材料能够很好地满足这一条件,所以说,高分子复合材料在汽车领域的应用具有极为重要的意义。
2高分子材料在汽车上的应用状况
2.1汽车饰件上的应用
汽车的饰件主要有内饰件与外饰件。这些饰件的作用等同于汽车的功能结构件。它们不但具有多方面的功能,而且主要占据着汽车的外观,是购买汽车者的首要选择。
2.1.1内饰件
汽车的内饰件主要有仪表板、车门内板、方向盘、座椅、顶篷、地垫、遮阳板等。内饰件不但要保证具有减振、隔热、隔音、遮音等作用,而且还要求做到耐热与高抗冲性、高强度与刚性、表面硬度高、不易被化学品腐蚀、不怕刮擦、保护环境等特点。最早汽车内饰件主要应用金属、木材、纤维纺织品等制作而成,不但外观较差而且也不利于保护环境。因此,高分子材料以其独有的优势迅速得到了汽车行业的应用。当前,汽车内饰件当中应用的塑料在汽车全部塑料中占到了一半以上。过去汽车内饰件主要应用PVC、ABS、PU等。当前汽车内饰件则主要应用聚丙烯材料,有着无以伦比的优势,如较好的韧性、较大的强度、较好的弹性、可以隔热、不怕腐蚀、可以随地取材、可以实现二次利用、成本较低等,因此得到了汽车内饰件的普遍应用,特别应用于汽车当中最大的内饰件--仪表板方面。PP仪表板是最近几年才出现的新型仪表板,不但有着较强的韧性与强度,而且外观较美、成本较低,所以广泛应用于汽车的仪表板方面。欧洲是世界范围内生产汽车最多的地区,他们的汽车仪表板全部采用PP,而且还在不断扩大应用范围。
2.1.2外饰件
汽车的外饰件主要有保险杠、雨刮、车灯、车玻璃、门把手、门锁等。在过去较长时期内,汽车外饰件主要使用金属合金,主要缺点是重量大、外观差、价格昂贵、不能环保、容易腐蚀等。随着高分子材料普遍应用于汽车工业,尤其是汽车保险杠主要使用塑料制作而成。保险杠的主要作用就是当汽车受到冲撞时,可以抵消一部分冲击力,具有缓冲的作用,可以保护外界的人与车。因此保险杠不但要做到外观美而且还需具有很好的安全保护作用。当前世界范围内的保险杠应用高分子材料制作的占到了十分之九以上。主要应用SMC、GMT和改性PP等材料。保险杠的组成部分有面板、缓冲材料、横梁。合成面板主要应用PP制作而成,如桑塔纳轿车的保险杠面板应用的材料就是共聚丙烯加熱塑性弹性体。与其它材料相比,这种材料的具有较大弹性、可以有效低消外界冲击、不易损伤等优点,这样的保险杠在受到外力冲击过程中,能够最大程度地减轻冲力,可以有效保护车外人的生命安全。
2.2汽车功能结构件上的应用
汽车的功能构件主要有发动机、暖风机等。汽车功能构件会直接对汽车的各种功能造成影响,因此功能构件必须要符合规定的标准要求,要具备高强的质量,例如:耐高温、耐腐蚀、耐老化等,能够拥有较长的使用期限,制作加工成本相对比较低等。燃油箱也属于汽车的功能构件,燃油箱的结构是具有一定复杂性的,它关系到汽车的安全性能。最初的燃油箱是由钢作为材料的,但是钢的成本比较高,制作起来比较复杂。而后燃油箱开始使用塑料作为材料,塑料比较轻便,成本低,加工简单快捷,并且具有阻燃的性质,具有非常大的优势。目前我国研发出了树脂汽油燃油箱,使用起来更加方便快捷,更加具有优势。
3高分子材料在汽车上应用还存在的问题及解决办法
3.1成本问题及解决办法
目前,我国众多的汽车企业都在进行高分子材料的研发,希望研发出更加轻便快捷,更加符合现代化发展方向的材料来应用到汽车当中。但是我国的高分子材料研发起步较晚,发展速度比较缓慢,在技术上也存在很多的不成熟之处,创新性比较低,成本比较高。许多技术都被国外所垄断,这也成为了我国自主高分子材料研发的一个重大困难之一。因此目前我国所主要解决的就是技术问题和工艺问题,应当扩展途径,寻求新的工艺,更加具有价格优势、成本优势和质量优势的生产工艺。另外还需要迫切解决的还有汽车材料的回收利用问题。
3.2功能结构件机械性能问题及解决办法
高分子材料虽然与传统的材料相比有很多优势,但是也存在一定的弊端。高分子材料容易受到外界因素的多方面影响,容易发生老化,容易发生质变,性能也会随之使用年限的增加而降低。有些高分子材料制作成的零件容易受到高温或者潮湿环境等的影响,在长期的使用过程中其使用性能会大大降低。因为想要解决这一问题就需要从全面的角度出发,研发出具有综合性能的材料,适合工程使用的高分子材料。
3.3安全防火问题及解决办法
高分子材料通常比较容易燃烧,因此也极其容易造成一系列的安全问题。对此,最为有效的解决方法就是添加阻燃剂。
结束语
总之,在将来的汽车发展中,汽车轻量化是各个生产企业追求的最终目标,由于高分子材料具有质量轻、性能高、生产简单、安全环保、低成本等众多优点,因此将来必然会应用于汽车生产当中,塑料有望代替金属在汽车生产中得到普遍应用。
参考文献
[1]程晓春.新型高分子材料在汽车动力系统中的应用进展[J].新材料产业.2005(09)
[2]颜景莲,王玲,梁星才.汽车用高分子材料的老化测试技术及进展[J].汽车工艺与材料.2004(11)
[3]李树生,江梅.汽车发动机周边用高分子材料[J].汽车工艺与材料.2001(07)