工程塑料及其合金在汽车工业上的应用

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1、万方数据钱志国，等：工程塑料及其合金在汽车工业上的应用45工程塑料及其合金在汽车工业上的应用·钱志国姚晓宁景肃李良徐新民(北京市化学工业研究院，国家通用工程塑料技术研究中心，北京100084)摘要叙述了尼龙、热塑性聚酯、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚五种工程塑料及其合金在汽车工业中的应用，并分析了汽车用工程塑料的发展趋势。关键词工程塑料合金汽车应用工程塑料是指被用作工业零件或外壳材料的工业用塑料，是一种强度、韧性、耐热性、硬度及耐老化性均优的塑料。工程塑料以其优异的性能被广泛地应用于汽车领域。其应用部

2、件已由普通装饰件发展到结构件、功能件。随着世界石油资源日益枯竭及环境问题的日益严峻，人们对汽车轻量化、抗冲击、低油耗、安全等要求的不断提高，质轻、耐腐蚀、减振、成型加工简便的塑料正越来越多地应用于汽车工业‘1。。．节能、环保和轻量化已成为世界汽车工业面临的共同问题，再加上对乘坐舒适、安全的要求，汽车塑料制品的用量逐年增加，以达到减轻汽车自重、节约能源、提高燃料经济性的目的。因此近年来在汽车工业领域大量使用工程塑料制品，以代替各种昂贵的有色金属和合金材料，不仅提高了汽车造型的美观与设计的灵活性，降

3、低了零部件的加工、装配与维修的费用，而且大幅减轻了汽车的自重，从而降低了能耗。1工程塑料在汽车上的应用1．1尼龙在汽车上的应用¨。1尼龙(PA)具有很高的冲击强度及优异的耐摩擦磨耗特性、耐热性、耐化学药品性、润滑性和染色性等综合性能，尤其是PA经纤维增强或制成合金后其强度、制品精度、尺寸稳定性等均有很大的提高。另外，PA品种多，易回收循环利用，价格相对便宜，因而在汽车工业中得到广泛应用。汽车上使用的PA多为增强增韧PA，其增强方法主要是填充无机填料，如玻璃纤维(GF)和碳纤维(cF)等；对PA增

4、韧的方法是在PA基体中加入橡胶弹性体等。目前研究较多的是利用各种改性方法制备PA合金。近年来PA主要用作汽车电气部件、发动机、燃油箱和车身部件等∞J。(1)电气部件制造汽车电气部件的PA不仅要具有高的力学性能、耐热性及动静载荷承受能力，而且还要具备电性能的安全性和耐燃性。PA主要用于制造汽车电气配线、接线柱、中央电器板、风扇和车灯外壳等。(2)发动机PA用于汽车最多的是发动机部件。进气歧管是改性PA在汽车中最为典型的应用。1990年德国宝马汽车公司首先将GF增强PA进气歧管应用在六汽缸发动机上。

5、另外，发动机盖、发动机装饰盖、汽缸头盖等部件也将改性PA作为首选材料，以替代金属制造的汽缸头盖，PA汽缸头盖可减重50％，成本降低30％。除发动机部件外，汽车的其它受力部件也使用增强PA，如机油滤清器、刮雨器、散热器格栅等。我国自1998年开始限制汽车燃油蒸发排放污染量，用于制作燃油蒸发污染控制器的罐体材料要求耐热、耐油、且易焊接，一般采用PA6制作。PA还可用于制造发动机水箱盖和风扇等部件。用PAl1、PAl2等制造的输油管成本低，并且具有耐腐蚀、质轻、不变形等特点，是世界汽车工业30多年来输

6、油管的指定产品。此外，GF增强PAl2可用来制造发动机罩和散热器等部件。(3)车身部件由于PA具有较好的韧性和强度，还可用来制造汽车车体的驱动、控制部件。PA合金汽车外板不仅质轻，而且能成型钢板难以成型的曲面。PA合金具有较高的耐热性，用其制成的汽车外板可与金属配电盘同时进行150℃以上的联机涂饰。采用PA合金还可以改进汽车外板的防腐性和提高碰撞时的复原性。1．2热塑性聚酯在汽车上的应用¨1聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)是最坚韧的工程热塑性塑料之一，它是半结晶材料，具有非常好的化学稳定性、力学强度

7、、电绝缘性和热稳定性，由吸湿引起的电性能变化很小，绝缘电压很高，且成型稳定性收稿日期：2008—08—19万方数据工程塑料应用2008年，第36卷，第11期和尺寸精度优良。纯PBT的拉伸强度为50MPa，而GF增强PBT的拉伸强度可达170MPa。汽车上应用的PBT主要有GF增强型(GF的质量分数为10％～50％)、玻璃微球增强型、阻燃型和低翘曲型4种。也可采用无机填料或与其它聚合物共混改性。这类改性PBT被广泛用于保险杠、化油器组件、挡泥板、扰流板、火花塞子板、供油系统零件、仪表板、汽车点火器

8、、加速器及离合器踏板等部件【8J。美国GE公司生产的PBT／PC合金(商品名为Xenoy1731)耐热性、耐应力开裂性、耐磨性及耐化学药品性均为优良，低温冲击强度高、易于加工和涂饰性好，主要应用于高档轿车的保险杠、车底板、面板、化油器组件、挡泥板、扰流板、火花塞端子板、供油系统零件、仪表板、汽车点火器、加速器及离合器踏板等部件。PBT与增强PA、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)在汽车制造业中的竞争十分激烈，PA易吸水，Pc的耐热性和耐化学药品性不及PBT；在汽车连接管方面，PBT以其优良的耐水