塑料在汽车行业的应用及展望概述

作者：通用汽车 凌生斌    来源：Ringer

欢迎访问e展厅 展厅 4 汽车与公路设备展厅 乘用车/客车, 电动/混合动力汽车, 卡车/货车, 专用车, 交通安全设备, ... 应用 随着当代材料科学尤其是塑料/有机聚合物技术的发展，塑料材料在汽车领域的应用也越来越广泛。 相比传统的金属件(Metallic Parts)，高性能的塑料件(Nonmetallic Parts)具有成本低、重量轻、可塑性强、原材料渠道多样化、可替换性强等诸多优点。 如下述爆炸图所示，绿色部分标识了塑料/有机聚合物在当前汽车行业普遍使用范畴及对应的材料名称。 1．前保险杠 Front Fascia : ABS 2．灯具Lamps: PC +PMMA 3．车门内饰板 Door Trim: PCABS + PVC 4．空滤器 Air Cleaner: PP 5．座椅 Seats: Nylon fabric 6．空调、通风管路系统 Air Condition and Ventilation: PP 7．中控台及副仪表台 Instrument Panel and Console: PCABS + PVC 8．后保险杠 Rear Fascia: ABS 9．燃油箱 Fuel Tank: HDPE 除了上述塑料为主体的部件，还有很多以塑料为辅助材料的零件，譬如电缆线束 (Wire Harness) 、卡扣(Clip)、密封条(Seal)、车窗包边(Glass Encapsulation)等等，凡此种种数以千计。 值得一提的是向来对零部件高要求出名的汽车行业，对塑料制品的质量(通常分外观质量和功能质量两部分)要求也是严苛到几乎是艺术品级的程度。 首先要谈的是塑料制品的外观质量(Appearance Quality)。它主要适用于汽车的内外饰塑料件。通常而言这类塑料件除了极高要求的可见面表面质量(不能有注塑件常见的缩水痕、热应力过于集中引起的流痕、脱模痕等)，另外还要通过以下系列认证实验来确保该零件历经日晒雨淋、风霜雨雪的洗礼、清洗剂或者汽油的附着而不产生外观瑕疵。 ● 热老化循环耐久； ● 耐化学品腐蚀测试(主要为汽油、柴油、煤油、清洗剂、车蜡等)； ● 盐雾测试 (适用于塑料和金属结合的零件，譬如预埋了安装螺母的保险杠)； ● 耐磨损测试； ● 耐候测试(考虑到实验周期较长，通常使用氙灯加速老化代替)； ● 耐寒测试； ● 其他。 事实上，不同OEM厂家的具体实验要求也都是各不相同的，属于各自的know- how机密。目前而言此类实验要求还没有国家或者行业的通用标准。 其次要谈的是塑料制品零件的功能质量(Functional Quality)，它主要适用于汽车的底盘、燃油、液压管路等功能性系统。相对于外观质量，它重点强调了诸如强度、耐压等方面的要求。 以聚合物油箱为例，通常至少要包含下述认证实验内容： ● 热老化循环耐久 ● 耐化学品腐蚀测试 ● 耐寒测试 ● 耐候测试 ● 阻燃性测试 ● 耐压测试 ● 碰撞泄漏测试 ● 耐穿刺测试 ● 其他 总而言之，相对于塑料在日用、民用等的应用，在汽车行业的使用在带来高附加值、高利润的同时也担负着很高的技术和质量要求。 展望 近年来，随着全球控制碳排放等环保意识的不断加强，如何控制石化能源消耗成为世界范围内的一个重要课题和趋势。这里衍生出去两个课题。 首先是资源再利用。塑料属于石油的衍生品，世界范围内每年的产量和消耗量都极为惊人。如何能使塑料能够重复地循环利用，不论是环保角度还是经济角度都具有积极的意义。相信在不远的将来各国都会加强对塑料的降解技术，粉碎和再颗粒化技术等方面的研究，科研方面也会着重于研究如何评估和减小再生塑料和原粒塑料在物性和耐久方面的差异。其次是绿色能源的概念。 作为全球碳排放大户的汽车自然首当其冲地成为了绿色能源领域的急先锋，混合动力技术、燃料电池技术、电动车技术的突飞猛进又给塑料在汽车业的应用带来了广阔的市场和新的挑战。其中的核心技术，就是电池技术。 以燃料电池为例，高功率的电池包，高精度的介子能量交换膜都是传统塑料市场所没有涉及的高技术领域。目前各跨国巨头公司纷纷加速这类产品技术的研发，并且形成战略同盟，例如由丰田汽车、日产汽车、三菱汽车、富士重工和东京电动车动力公司五家企业组成的电动车联盟（CHAdeMo）。 美国通用汽车公司与LG Chemical公司达成战略合作协议，投入巨资于它的下一代增程型混和动力车(PHEV) Volt研发，由后者为其代为开发、生产高性能的锂离子电池包。 那么作为传统的塑料行业企业而言，在这场绿色盛宴中的定位和方向何在呢？那就是除了上述说的燃料电池，更贴近我们日常生活的锂离子电池。 首先，是锂离子电池的塑料壳体和内部支承机构。车载锂离子电池需要高强度、长耐久度、低重量的壳体，还须承受碰撞、穿刺、震荡、酷热等严苛条件。 其次，便是拥有更高含金量的锂离子电池内部隔膜。目前几个主流的研究方向分别是日本的含聚烯烃的多孔基质材料(主要构成材料聚偏1，1-二氟乙烯或芳香族聚酰胺)，德国偏向于使用的无纺聚合物纤维，以及中国诸大学和企业比较倾向的聚烯烃树脂或者聚丙烯微孔膜，只是制造工艺各有差异。 作为国内的塑料行业企业而言，依据自身的产品架构和技术特点，在汽车行业的绿色风暴中找到切入点，必可在这片前景广阔的市场中大有作为。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (7/23/2010)