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工程塑料的應用和發展趨勢


工程塑料的應用和發展趨勢
工程塑料用于汽車的主要作用是使汽車輕量化,從而達到節油高速的目的。發達國家將汽車用塑料量作為衡量汽車設計和制造水平高低的一個重要標志,世界上汽車塑料單用量最大的是德國,塑料用量占整體材料的15%。近年來我國汽車產業發展迅速,目前汽車年產量超過400萬輛,按照國外塑料用量預測,汽車行業年用改性塑料在50萬噸以上,這其中工程塑料占了很大一部分比例,五大工程塑料性能特性各不相同,在汽車上的用途也各有偏重。
一、尼龍尼龍主要用于汽車發動機及發動機周邊部件,主要品種是GFPA6、GFPA66、增強阻燃PA6等產品。
(1)工程塑料在汽車發動機周邊部件上的應用由于發動機周邊部件主要是發熱和振動部件,其部件所用材料大多數是玻纖增強尼龍。這是因為尼龍具有較好的綜合性能,用玻纖改性后的尼龍,主要性能得到很大的提高,如強度、制品精度、尺寸穩定性等均有很大的提高。另外,尼龍的品種多,較易回收循環利用,價格相對便宜等,這些因素促成尼龍成為發動機周邊部件的理想選擇材料。進氣歧管是改性尼龍在汽車中最為典型的應用,1990年德國寶馬汽車公司,首先將以玻纖增強尼龍為原料制造的進氣歧管應用在六汽缸發動機上;以后美國福特與杜邦公司合作,共同用玻纖增強PA66制造的進氣歧管應用在V6發動機上,以后世界各大汽車公司紛紛跟進,改性尼龍進氣歧管得到廣泛的應用。
(2)在汽車發動機部件上的應用。發工程塑料動機蓋,發動機裝飾蓋,汽缸頭蓋等部件一般都用改性尼龍作為首選材料,與金屬材質相比,以汽缸頭蓋為例質量減輕50%,成本降低30%。除了發動機部件外,汽車的其他受力部件也可使用增強尼龍,如機油濾清器,刮雨器,散熱器格柵等。
二、聚酯在汽車制造領域,PBT廣泛地用于生產保險杠、化油器組件、擋泥板、擾流板、火花塞端子板、供油系統零件、儀表盤、汽車點火器、加速器及離合器踏板等部件。PBT與增強PA、PC、POM在汽車制造業中的競爭十分激烈,PA易吸水,PC的耐熱性耐藥性不及PBT;在汽車用途接管方面,由于PBT的抗吸水性優于PA,將會逐漸取代PA,。在相對濕度較高、十分潮濕的情況下,由于潮濕易引起塑性降低,電器節點處容易引起腐蝕,常可使用改性PBT。在80℃、90%相對濕度下,PBT仍能正常使用,并且效果很好。
GE公司的PBT/PC合金,商品名為Xenoy1731,在高級轎車中應用最為廣泛;它的耐熱性好,耐應力開裂,具有優良的耐磨,耐化學腐蝕性,低溫沖擊強度高,易加工和涂飾性好,主要應用于高檔轎車保險杠,車底板,面板和摩托車護板等。
三、聚甲醛汽車行業飾POM最大的潛在市場。POM質輕,加工成型簡便,生產成本低廉,材料性能與金屬相近。改性POM的耐磨系數很低,剛性很強;非常適合制造汽車用的汽車泵、汽化器部件、輸油管、動力閥、萬上節軸承、馬達齒輪、曲柄、把手、儀表板、汽車窗升降機裝置、電開關、安全帶扣等。制造軸套、齒輪、滑塊等耐磨零件是改性POM的強項,這些部件對金屬磨耗小,減少了潤滑油用量,增強了部件的使用壽命;因此可以廣泛替代銅、鋅等金屬生產軸承、齒輪、拉桿等。POM生產的汽車部件質輕,噪聲低,成型裝配簡便,因此在汽車制造業獲得越來越廣泛的應用。
PPO/PA合金由于具有優異的力學性能、尺寸穩定性、耐油性、電絕緣性、抗沖擊性。可用于制作汽車外部件,如大型擋板、緩沖墊、后阻流板等。對玻璃化轉變溫度要求較高的發動機罩時PPO/PA合金今后的應用方向。
PPO/PBT合金的熱變形溫度高,對水分敏感度小,是制造汽車外板的理想材料。
汽車行業的發展的方向是高檔次、微型化、輕質化和多元化,以塑代鋼在汽車應用中的研究也變的十分活躍。目前國內汽車用塑料平均占總材料的7%,德國的這一比例在15%;我們需要加大研發工作,做到配件結構的設計、塑料材質的選擇和行業同步發展。
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