塑料在保险杠中的应用国内外研究现状
时间:2017-04-27 12:34 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 保险杠是汽车的主要外饰件之一。保险杠一般采用改性PP材料、模压塑料板材，也可用玻璃纤文增强塑料模压、吸塑或注塑成型。以上海桑塔纳轿车为例，前保险杠重4kg，后保险杠重4.4kg，保险杠也由面板和骨架组成。桑塔纳轿车的面板材料采用共聚丙烯PP添加热塑性弹性体，再加入其他助剂，经注塑成型。根据不同车型要求，某些车型的保险杠需要喷漆，如捷达王、新捷达、别克等车的保险杠进行表面喷漆。而桑塔纳和奥迪100等就直接采用注塑成型的保险杠，要求保险杠与车身同一色泽。保险杠表面经喷漆后，色泽漂亮，但成本增加近一倍，而且喷漆后的保险杠，回收再生料的耐寒性和伸长率大幅度降低，不能再用于制造保险杠，所以开发可涂性PP制造保险杠是很迫切的研究课题。最近，国外推出的新一代聚烯烃热塑性弹性体主要用于汽车保险杠，使壁厚由原来的3.5mm减至2.5mm，保险杠重量减轻31%，成型周期缩短了15s。此外，与原来的聚烯烃热塑性弹性体相比，其弯曲弹性提高一倍，拉伸强度提高60%，熔体流动速度提高了一倍。 目前汽车制造业正向降低车身自重、减轻能源消耗方向发展。尤其是美国公司平均燃料经济性(CAFE)的推出，使得减轻汽车质量越显重要。塑料和其他材料相比具有质量轻、使用性能好、制造工艺简单、耐腐蚀、耐冲击、性能可调幅度大、降低能耗、可加工成美观外形等诸多优点，被广泛用作汽车原材料，且在汽车工业中所占比例越来越大，现品种己达几十种，聚丙烯汽车保险杠就是其中一个重要部分。国际上已将车用塑料，特别是工程塑料用量的多少，作为衡量一个国家汽车工业发展水平高低的重要标志之一。7758 国外发展情况 汽车塑料保险杠的发展与各国的立法及技术发展有关。美国在2003年公布了汽车安全法，规定当车速为15km/h（现已提高到30km/h）时，保障汽车安全构件在汽车冲撞时不碎裂。欧洲许多国家也推出了类似的安全法规，规定车速为25km/小时，保险杠不碎裂。国外许多塑料及汽车厂家都致力于汽车保险杠的研究。目前用作汽车保险杠的材料主要有PC、PC/PBT、TPO(聚烯烃类热塑性弹性体)、PU(RIM)、PU(R2RIM)及改性复合材料等[2]。 改性PP保险杠具有成本低、质量轻、可循环再用等优势，用量正逐渐增大，并正取代其他各种类型的保险杠。1976年，意大利菲亚特公司采用德国赫斯特公司聚丙烯与乙丙共聚物的共混料制作出世界上第一副保险杠，并使用在FIAT126型小轿车上。此后，PP作为一种物美价廉的新型通用塑料在汽车领域内广泛应用。 日本在塑料保险杠的开发方面始终处于世界的前列[3]。日本本田CR2X型汽车是世界上较早采用注射模塑法生产改性汽车保险杠的汽车，生产的保险杠具有高刚性、耐冲击性、抗损伤并具有良好的光泽、弹性和涂装性[4]。 世界上最大的PP生产公司Himont近年来开发的新“Catalloy”聚合技术使PP性能得到大幅度改进和提高。它可以在反应器中直接生产出改性的PP合金，提高了油漆性、耐刮伤性和耐热性[5]。 国内发展情况 我国聚丙烯在汽车工业中的应用起步较晚，远落后于发达国家，目前车用塑料仅占整车质量的5%~6%。近些年，我国引进了几条轿车生产线，其保险杠均为塑料保险杠[6]。据估算，2000年我国轿车产量将达300万辆，车用塑料需求量为23.4万吨，其中居首位的是PP，约为5.2万吨。在我国引进的车型中，如一汽奥迪，神龙富康，上海桑塔纳、帕萨特，天津夏利，北京切诺基和广州本田等，其保险杠都是由改性聚丙烯制成的。 我国车用保险杠市场潜力巨大，所以国内许多汽车厂家和树脂研究开发机构在这方面做了许多工作。目前，国内生产保险杠料的方法大都采用均聚聚丙烯或共聚聚丙烯，然后加入过氧化物调节分子量，与EPDM共混挤出造粒，制得用于工业化生产的保险杠专用料。如中科院应化所采用EPDM为增韧剂，在原料中加入二异丙苯类过氧化物，再使橡胶形成微交联结构，同时橡胶相与塑料相之间形成一定程度的共交联结构，材料的拉伸强度明显提高。通过加入滑石粉、碳酸钙等无机填料，确保了材料的弯曲强度、热变形温度和硬度等指标不下降[7]。 (责任编辑：qin) |