隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展半开,制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代隔披,越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件赃份。塑料在汽車上的應用已有近50年的歷史寂拆,目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設計和制造水平高低的一個重要標志,塑料飾件的大量應用抓韩,促進了汽車的減重節(jié)能纠永,提高了汽車的美觀舒適度。
PP以密度小谒拴、性價比高尝江、具有優(yōu)異的耐熱性能、耐化學藥品腐蝕性英上、剛性炭序、易于成型加工和回收利用等特性在汽車上得到了廣泛的應用啤覆。近來更是有把汽車內飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢。由于高性能基礎樹脂的開發(fā)生產周期長惭聂、投資巨大窗声、技術要求高,且需要高精尖的集成先進綜合技術辜纲,所以對現有PP樹脂需要進行更廣泛笨觅、更有效、更經濟耕腾、更實用的改性见剩。
延伸性、機械的強度和抗斷裂性
無機填料和彈性體增韌增強改性PP主要是“三高”扫俺。是由 PP樹脂苍苞、三元乙丙橡膠(EPDM)和乙烯-辛烯共聚物(POE)等增韌彈性體及滑石粉、碳酸鈣等無機填料的復合物狼纬,其主要用于汽車保險杠的注射成型柒啤,且改性PP保險杠具有成本低、質輕畸颅、易涂裝担巩、可循環(huán)使用等優(yōu)點。
滑石粉填充改性PP材料具有高剛性没炒、低熱膨脹系數和低收縮率涛癌,且其抗化學腐蝕性能強,尤其是經表面處理的滑石粉填充PP可有效改善PP的沖擊性能送火,提高材料的模量和熱變形溫度拳话。
玻璃纖維增強改性PP
玻璃纖維增強改性PP材料尤其是LGFPP材料在汽車部件上的研究與應用(如在前端模塊、儀表板骨架种吸、車門模塊等典型部件的應用)是多年來的研究熱點之一弃衍。
LGFPP制品指含有長度為10~25mm的玻璃纖維改性的PP復合材料經過注塑等工藝形成的三維結構。10~25mm的長玻璃纖維增強聚合物相比普通4~7mm的短玻璃纖維增強聚合物具有更高的強度坚俗、剛度镜盯、韌性,以及尺寸穩(wěn)定性好猖败、翹曲度低等優(yōu)勢速缆。此外,LGFPP材料比短玻璃纖維增強PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能恩闻,即使經受100℃的高溫也不會產生明顯的蠕變艺糜。
與金屬材料和熱固性復合材料相比,LG-FPP的密度低,相同部件的質量可減輕20%~50%;LGFPP能為設計人員提供更大的設計靈活性破停,可成型形狀復雜的部件翅楼、提高集成汽車零部件的能力、節(jié)約模具成本(一般長玻璃纖維增強聚合物注塑模具的成本約為金屬沖壓模具成本的20%)真慢、減少能耗(長玻璃纖維增強聚合物的生產能耗僅為鋼制品的60%~80%犁嗅,鋁制品的35%~50%)、簡化裝配工序晤碘。汽車部件用礦物纖維增強PP的新產品褂微,具有強度高、熱膨脹系數低园爷、耐高溫宠蚂、阻燃性能好、低浮纖童社、低翹曲求厕、低收縮 等特點。
發(fā)泡改性PP
PP發(fā)泡材料是通過提高PP的熔體強度扰楼,從而提高發(fā)泡倍率而制成的低密度物質呀癣,其具有質輕、耐熱弦赖、耐高溫等優(yōu)點项栏。
隨著汽車輕量化的發(fā)展,選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑蹬竖,目前其在汽車內飾上的應用也越來越多沼沈,其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%,卡車币厕、工程機械車占20% 列另,客車、商務車占35%旦装。
汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學微發(fā)泡材料页衙,因為普通微發(fā)泡PP制品的表觀質量很不理想,僅適合于需要表面覆皮的高端車阴绢,不僅增加了制造成本店乐,也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應用;而化學微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體,化學發(fā)泡劑為氣源旱函,通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)响巢,注入模腔后氣體在擴散內壓的作用下,使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡棒妨,且其理想的泡孔直徑應 <50μm ,但目前國內行業(yè)實際生產的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80~350μm 。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡券腔、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等伏穆,注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內外飾件,如車身門板纷纫、尾門枕扫、風道等;擠出微發(fā)泡適用于密封條、頂棚等;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風管等辱魁。
利用微發(fā)泡技術可使PP制品的質量減少約10%~20% 烟瞧,較傳統(tǒng)材料在部件上可實現50%的減重,注射壓力降低約30%~50% 染簇,鎖模力降低約20% 参滴,循環(huán)周期減少10%~15%,同時還能提高汽車的節(jié)能性锻弓,較傳統(tǒng)材料可實現30%的節(jié)能砾赔,并且能改善制品的翹曲變形性,使產品和模具的設計更靈活青灼。
在一些部件中暴心,如汽車風管、風道杂拨,還可實現隔熱专普、降噪的效果,減少后道工序的成本弹沽。密 度 為0.06g/cm3的輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學性能脆诉,作為汽車車頂,可降低汽車的質量贷币,同時其還可用于汽車的內飾件击胜,有利于汽車的輕量化。
耐刮擦PP
相對于工程塑料來說役纹,PP偶摔、橡膠改性PP、熱塑性聚烯烴和熱塑性彈性體等聚烯烴材料具有可回收促脉、質輕辰斋、成本低的優(yōu)勢,因而被越來越多地應用于汽車以及其他領域瘸味,然而聚烯烴材料的耐刮擦性能明顯較差宫仗,而這一性能卻是儀表板、操控臺和門板表皮等汽車內部應用部件的關鍵性能旁仿,也是汽車外部應用部件藕夫、全地形車輛(ATVs)的重要性能之一,而且表面性能提高的聚烯烴能很好地代替金屬和工程塑料,同時還有利于涂色毅贮,因此積極尋找提高聚烯烴材料耐刮擦性能的解決方案十分重要办悟。通過添加涂層、無機礦物和某些功能助劑可提高聚烯烴的耐刮擦性能滩褥,例如添加耐刮擦劑可制備耐刮擦汽車內飾用PP復合材料病蛉。
汽車用改性PP的回收利用
塑料作為一種環(huán)保材料,因其可塑性強瑰煎、質輕铺然、回收再利用率高等特性,在汽車工業(yè)中的應用非常廣泛酒甸,無論是內飾件魄健、外飾件還是功能性結構件,都越來越多地用到了塑料烘挫。我國汽車保有量達到1.75億輛诀艰,對應用于汽車的塑料的粉碎再回收無疑變得越來越重要,且汽車塑料的回收將會形成一個巨大的市場饮六,是一個前景廣闊的領域其垄,學術界和企業(yè)在這方面都有很多的研究和實踐。