概述车用塑料的性能特点及应用

概述车用塑料的性能特点及应用

曲志海

珠海万通特种工程塑料有限公司

摘要：在长时间进行汽车制造的过程中发现，一些车用的塑料无论是从物理性能还是从化学性能，都具有较好的稳定性，在汽车制造以及长时间的使用过程中产生重要的作用。笔者就车用塑料的性能特点进行分析，并将其在汽车中的应用进行研究，期望能够更好的发挥车用塑料在汽车中的作用，促进我国汽车行业的更新和发展。

关键词：车用塑料；性能特点；应用

引言

车用塑料指的是塑料（或工程塑料）在汽车上的应用。工程塑料分为通用工程塑料和特种工程塑料两类。在车用塑料的发展过程中，由于其种类和性能的不同，在进行使用和更新的过程中也将面临不同的方式。对车用塑料材料的性能展开相应的研究工作时，可以从不同种类的材料方面来展开分析工作，寻找材料性能研究过程中的突破点，不断提升最终的研发质量和应用成效，实现车用塑料在汽车上的应用范围更加广阔。

一、车用塑料的总体分析

据中国汽车工业协会，我国2015年汽车产量2447万辆，同比增长3%，过去5年的年均复合增长率为6%。汽车塑料用量大约在100~220Kg/辆，预计随着新材料的快速发展，到2020年每辆车用塑料可达500Kg。按照每辆车用塑料200Kg测算，单车塑料的成本单价约3212.3元，按照一般原材料占总成本比例约50~70%测算，计算可得单车塑料件的价值约4589~6424.6元。按2500万辆的年产计算，国内汽车用塑料件的市场空间为1147.25~1606.15亿元。

（一）汽车塑料的种类与特点

常见的塑料类零部件塑料原料主要包括：PP、PE、PVC、ABS合金、PC、PA、EVA或聚氨酯等。不同车型外饰中塑料零部件用量占全车总塑料用量百分比不同，据不完全调研，经济型中占25%-28%；中端车型占20%-22%；高端车型中占15%-18%。在汽车用塑料中，热塑性塑料的占比达到85%以上，具有加热软化、冷却硬化的特性，可满足各种形状的设计和制造。而在制造成本上，使用工程塑料可以使采购成本降低40%左右。

（二）国内汽车塑料企业

聚赛龙汽车事业部2004年成立，2008年通过日产中国汽车的确认，正式进入汽车材料市场。汽车用塑料包括：改性PP、PA6、PA66、ABS、PA/ABS、PC/ABS、ASA、PC/PBT、PET/PBT、MPPO等，广泛应用于汽车保险杠、仪表板、内、外饰件、发动机周边、空调系统、车灯等部件。

二、通用塑料

（一）特点

塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物，俗称塑料或树脂。由于塑料的制作并不需要特别复杂的工艺以及并不需要复杂的材料作为制造原料，因此在塑料进行制造的过程着相当简单，这也导致塑料拥有着不同于其他用品的优势和劣势。塑料可以分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种。通用塑料一般是指产量大、价格低、用途广、影响面宽的一些塑料品种，其内涵常随时代及科技术的发展而有些变化，例如聚乙烯、聚丙烯、酚醛等。通用塑料包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）及三元共聚合物（ABS），均为热塑性塑料，共计有五大品种，主要应用在工程产业、国防科技等高端领域，例如：汽车、航天、建筑、通讯等领域。

（二）类型

1、聚乙烯

聚乙烯(PE)是由乙烯经聚合生成的一种热塑性树脂，它通常是不透明度或半透明度、质轻的结晶性塑料制品，在产业上通常还含有丙烯和一些α-烯烃的共聚体。聚乙炔无臭，无毒，手感如蜡，有优异的耐低温特点(最下应用工作温度可达到-100到-70℃)，物理化学稳定能力好，能耐多数酸碱的腐蚀(不耐含有氧化物性质的酸)，但并不耐热，正常温度下不溶于普通溶剂，吸水性较小，但电气绝缘性极佳。

2、聚丙烯

聚丙烯(PP)是一类由丙烯聚集而成的半晶体热塑性塑料。大多为无色、半透明度固态，无臭无毒，平均密度约为0.90~0.919g/cm3，为世界最轻型的通用塑料制品，具备较高的耐冲击性能，机械特性强韧，耐各种有机溶剂和酸的侵蚀。突出优势是具备了在水中耐热蒸煮的特点，硬度、刚性和透明度均较聚乙烯好。主要缺陷则是在温度下耐冲击性很差，且极易衰老，但可以通过单独采用改性材料或者加入阻燃助剂来加以改进。

3、聚氯乙烯

聚氯乙烯(PVC)是氯丙烯复合单体(VCM)与过氧化物、偶氮衍生物为引发催化剂或在光、电影作响下，根据自由基聚合反应原则聚合而成的高分子。氯丙烯共聚体与氯乙烯共聚物通称为氯乙烯树脂工艺。由于聚氯乙烯是不定形结构的白色粉状，支化率很小，相对密度仅有一点四g/cm3，玻璃化在77~90℃，并在一百七十℃时进行分解，因此对光和热的安全性较低，当一百℃以上温度或经长期日光下暴露后，它进行分解生成溴化氢，并进行自动催化分解，从而导致转色，物理机械性能也会急剧降低，在具体使用中还需要通过添加稳定剂来改善其热和光下的性能。

4、聚苯乙烯

聚苯乙烯(PS)是苯乙烯经过自由基聚集而成，是一类应用很普遍的高脆度塑料制品，属聚烯烃。聚苯乙烯流动性、工艺特性和尺寸稳定性很好，而且容易染色。可以经过注射、挤塑、吹塑、发泡性能试验、热成形、粘合、髹漆、焊接、机加工技术、印染等方式加工成为各种制品，可制成的商品例如电脑壳、晶莹剔透的塑胶水杯和包装用的泡沫塑料。

5、ABS塑料

ABS塑料是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三个单体一起聚集的产品，又称ABS三元共聚物。这些塑胶成品因为其组成中A(丙烯腈)、B(丁二烯)和S(苯乙烯)在组成中比例差异大，加上制备方式的不同，其特性也就有了较大的差异。ABS适于直接注射和挤压加工，因此其应用范围也主要是在制作这二种塑料制品。ABS塑料制品为世界五大人工合成树脂材料一种，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、抗生化药物特性和热电学特性优良，应用于车辆、家电、仪器仪表、纺织品和建筑材料等工业生产应用领域中，是一类应用范围极广泛的热塑性工程塑料。

三、特种工程塑料

（一）特点

工程塑料是指一种能够用作基本结构塑料，在很广的工作温度范围内也能耐受机械应力，在很严酷的化学物理条件中应用广泛的最先进的高分子材料。一般指能承受一定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持优良性能，可以作为工程结构件的塑料。例如ABS、尼龙、聚矾等。当做通用性塑胶时包括聚碳酸酯（PC）、聚醯胺（尼龙PA）、聚缩醛（POM）、变性聚苯醚（变性PPE）、聚酯（PETP、PBTP）、聚苯硫醚（PPS）、聚芳基酯，而热硬化性塑胶包括不饱和聚酯、酚塑胶、环氧塑胶等。工程塑料被广泛应用于电子电气、汽车、建筑、航空航天等行业。

（二）类型

1、聚酰胺

聚酰胺（简称PA，俗称尼龙），是分子主链上含有重复酰胺基团-[NHCO]-的热塑性树脂总称，包括脂肪族PA、脂肪-芳香族PA和芳香族PA。聚酰胺在特种工程材料的应用中十分广泛，其中的尼龙拥有着十分复杂而又广泛的类型，能够满足车用塑料几乎各个部分的用途，满足更多方面的需求，这也给聚酰胺的发展以及扩展到其他行业中提供了一个非常有利的条件。汽车使用尼龙材料的部件有车轮罩、导流板、内饰件、线卡、风扇等，在长期进行使用聚酰胺材料的过程中会发现，聚酰胺材料的综合性能比较强，其应用在汽车中的部分在使用聚酰胺材料，尤其是其中的尼龙材料很少出现质量上或者与汽车使用不匹配的现象，因此，聚酰胺材料在车用行业的发展前景愈加明朗。

2、聚碳酸酯

聚碳酸酯拥有良好的冲击性、抗热畸变性能，成为汽车行业青睐有加的材料，例如汽车的加热板、照明系统、除霜器，均巧妙地利用了这些特点。据了解，聚碳酸酯在电子电气、汽车制造业中的使用比例高达50%。聚碳酸酯逐渐在工业领域的范围中应用的越来越广，尤其是应用在汽车中的其中的照明系统中，另外，聚碳酸酯不仅应用在工业行业中，也逐渐的向其他行业的发展中进行扩展，实现多行业的应用。

3、聚甲醛

聚甲醛（或称缩醛树脂、聚缩醛、聚氧化亚甲基，简称POM），是热塑性高分子聚合物，被誉为“超纲”或“赛钢”。聚甲醛是一种与其他的车用塑料相比，较为容易结晶的材料，其熔点在200摄氏度左右，是一种适应性非常好的车用塑料，其延展性和抗变形性在车用塑料中的位置排名靠前，在进行车用塑料发展的过程中可以进行大面积的推广和应用。

结语

综上所述，车用塑料的类型以及每个类型中的种类有很多，需要根据其性能以及性能特点进行不同用途的选择和分析，这样能够在不同程度上根据需求以及特征性进行车用塑料品类的选择，达到一个最好的效果，也能够在一定程度上发挥车用塑料最好的作用，实现车用塑料性能稳定性的发展与汽车杭甬使用车用材料价格和质量发展的同步实现，在逐渐向前发展的过程中，促进我国汽车行业综合实力的增强。

参考文献：

[1]刘道春.概述车用塑料的性能特点及应用(2)[J].摩托车技术,2021(04):46-50.

[2]刘道春.概述车用塑料的性能特点及应用(1)[J].摩托车技术,2021(03):49-53.

[3]陈嘉杰,叶士兵,雷亮,俞飞,吴国峰,杨波,罗忠富.车用聚丙烯材料耐化学品影响因素的研究[J].塑料工业,2018(11):13-18+67.