浅析车用塑料材料应用概况及发展趋势

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇浅析车用塑料材料应用概况及发展趋势范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要:塑料及其复合材料是汽车上常用的非金属材料之一，汽车工业中的塑料用量已经占到了整个塑料产量的15%。有统计资料显示，汽车的自重减少1%，可节油1%；运动部件减轻1%，可节油2%。分析了塑料材料近年来在汽车工业中的应用现状和发展方向"并且对高性能工程塑料在汽车工业中的发展前景进行了预测。

关键词:塑料材料；汽车工业；应用；现状；展望

中图分类号：G872文献标识码： A

随着科技进步，汽车生产中应用塑料是不可逆转的趋势，它对提高汽车效能､美观及轻量化的要求扮演愈来愈重要的角色。目前，汽车用塑料已由普通的装饰用途，发展成为制造结构性及功能性的部件，要求也不断提高，如耐热､高强度及抗冲击性等，塑料合金､改性塑料以及复合型工程塑料等应运而生。我国汽车产销量增长迅速，高性能工程塑料发展前景广阔。

一、国内外汽车工业发展概况

从全球汽车产量来看，近10年年均增长率达3.18%，到2011年，全球共生产汽车7520.23万辆，其中中国汽车产量达到18通3.18万辆，位居世界第1，美国､日本汽车产量分别为862.40万辆和839.87万辆，位居第2，3位，此外，德国､韩国､印度等国家汽车生产量也较大。在同比增长率方面，增幅超过10%的国家有墨西哥､日本､美国和印度，增长率分别为14.4%，12.8%，11.3%和11.3%。详见图1。

图12011年世界十大汽车生产国产量及增长率

二、塑料在汽车领域的应用概况

全球14.3%的温室气体来自汽车工业，在发展低碳经济成为全球共识的背景下，节能和环保是汽车行业面临的两大难题，塑料在汽车上的应用可实现“减量化､再利用､资源化”的可持续发展。减轻汽车自身重量是降低汽车排放､提高燃烧效率的有效措施之一，汽车自重每减少10%，燃油消耗可降低60%-80%，CO2排放量降低50%-60%。如果我国平均车重减轻50%，每年可减少CO2排放量140万吨，而汽车采购成本也将有所下降。我国汽车行业产能增长迅猛，车用塑料发展空间广阔。

目前，发达国家汽车的单车塑料平均使用量超过150kg，占汽车总重量的12%-20%，而我国单车塑料使用量约占汽车自重的7%-10%。在车用塑料中，通用塑料(PP，PF，PVC，ABS)价格最低，使用量比例约达到50%，其次是工程塑料(PA，PC，PPO，PBT，POM)约占14%左右，特种工程塑料(PSU，PEEK，PES)价格较高，使用比例较低。车用塑料品种及其使用量所占比例见图2。

图2车用塑料品种及其使用量所占比例

汽车用塑料零部件分为三类:内饰(装)件､外饰(装)件和功能件，部分车用零部件材料应用现状与改进效果见表1。

图2车用塑料品种及其使用量所占比例

三、工程塑料在汽车领域的应用

（一）、尼龙(PA)

在汽车工业中，PA主要应用于汽车发动机及其周边部件。发动机周边的零部件主要是发热和振动部件，要求能承受-40℃~140℃的环境温度，而且要耐砂石冲击和盐雾腐蚀，以及各种油､洗涤剂的侵蚀。

(1)进气歧管

中国一汽已经建立了PA66进气歧管的加工生产线，宗申集团与天津大学合作成功开发出465QE汽油机塑料进气歧管，二汽和几个企业也在筹建。随着汽车行业的技术进步，其他汽车厂也会相继采用尼龙66进气歧管。这样，PA66产品在汽车行业的使用量会有一个较大的增长。PA进气歧管有四大优点:一是轻，通常重量为铝合金的40%；二是快，由于构件内壁光滑有利于提高进气冲量，可使动力加速3%~5%；三是省，PA进气歧管能带来良好气流，有助于汽油充分燃烧；四是廉，成本比铝合金低20%~35%。

(2)制动管和油管由于PA11管路具有质量轻､耐腐蚀､不易疲劳开裂､使用寿命长､安全方便､密封性好等优点，欧美国家广泛使用其作为汽车的制动管和输油管。我国大部分汽车采用PA11输油管。世界PA11､PA12的总产量约8万t/a，其中40%用于汽车工业。

(3)其它应用除了进气歧管､制动管和油管外，PA在汽车工业中还用于发动机汽缸盖罩盖､发动机装饰盖､散热器水室等，详见表3。

表3PA在汽车工业中的其它应用

（二）、聚碳酸酯(PC)

PC占5大通用工程塑料总消费量的56.1%，是唯一透明的工程塑料产品。2012年我国PC消费量约为148万t，进口量达137万t，市场缺口很大。预计在今后很长一段时间内，PC仍将是国内最主要的通用工程塑料，在华投资PC项目的有拜耳､帝人､三菱等国外大型企业。PC具有透光率高(达85%~90%)､吸水性低､尺寸稳定性好､易着色､刚硬而富有韧性及耐热性､耐寒性､耐蠕变性､电绝缘性､耐候性､耐老化性优良等特性，但因其抗划痕和耐磨性较差而影响了它在汽车领域的单独应用。目前PC主要以合金的形式应用在汽车内饰件和外装件，主要为PC/ABS，PC/PBT，PC/PET合金，主要应用在灯具､仪表标牌､遮阳板和窗玻璃等方面。

（三）、聚酯(PBT､PET)

PET具有优良的机械性能，耐磨损､耐摩擦，抗蠕变性好､刚性和硬度大､吸水性低､尺寸稳定性高。缺点是结晶速率小，模塑温度高，热机械性能和冲击性能差。PET很少单独使用，大都采用GF增强或通过填充､共聚､共混等方法改性后使用。改性PET在汽车上的应用包括车门反射镜架､雾灯､音响喇叭､天窗边框和顶棚等。克莱斯勒公司将PET/PP/PS共混并GF增强后应用于该公司的Wrangler吉普车的顶盖，使顶盖部件由原来的5个减少为2个，成本降低10%，生产率提高30%，且不需喷涂。

（四）、聚甲醛(POM)

目前国内能够掌握POM工艺技术并正式投入生产的企业并不多，产品品种很少，云天化是国内最大的生产企业，年产规模达9万t。目前国内POM的主要消费领域是家电及轻工业行业，汽车行业消费较少。2012年国内POM产量为29万t，进口量为21.3万t，出口量为5.7万t，表观消费量为44.6万t。随着我国工业化水平的进一步提高和市场应用的不断拓展，POM消费量必将进一步增长。聚甲醛树脂是高度结晶的聚合物，具有类似金属的硬度､强度和刚性，很宽的温度和湿度条件下都具有很好的自性､良好的耐疲劳性以及低磨擦系数，主要用于定性要求比较严格的滑动和滚动机械部件。

四、工程塑料在汽车领域的应用展望

（一）、发展中存在的问题

我国工程塑料在汽车工业中的应用虽然越来越广泛，但企业在发展中仍受到以下几个因素的制约:

一是汽车零部件标准体系不健全，主要体现在标准体系不完善，标准覆盖率低；标龄过长，跟不上技术发展；标准可操作性不强；缺少自主知识产权等。二是产品基础原料国产化程度很低，由于生产技术落后，主要靠引进国外技术，而且生产装置规模较小､产品种类少，企业多从事工程塑料改性，基础原料生产的企业较少，在很大程度上制约了我国工程塑料的发展。三是国内企业科研投入不足，自主创新能力薄弱，有些品种尽管国内拥有自主技术，但科研成果工程化､产业化问题没有从根本上解决，企业还应重视产业链的延伸，走原料开发､树脂合成与改性一体化路线。

（二）、应用展望

低碳时代大步走来，在世界的各个角落引发了绿色风暴，其中汽车塑料材料的绿色环保主要体现在4个方面:材料的生物可降解性､可循环性､可再生性，以及汽车尾气的低碳排放，这也是汽车行业发展的目标和方向。

1、复合型工程塑料

长纤维增强热塑性复合材料(LFRT)LFRT在汽车中主要应用在保险杠､行李仓底板板､蓄电池槽､车门､车身､座椅靠背､备胎架､发动机底座､仪表盘等。LFRT基体的使用范围更为广泛。泰科纳工程塑料为其LFRT生产线引入了一款新型基体材料，导电和不导电的POM和PPS，具有重量轻､价格低､易于回收重复利用的特点，代表了LFRT未来的发展方向。

2、环保型塑料材料

以我国目前汽车保有量5000万辆计，据专家估算，国内每年报废总量在250万辆以上，且还在逐年递增。全国有汽车拆解企业1000多家，拆下的巨量废塑料通过焚烧或是填埋的方法来解决。若能把这些数量的废塑料合理利用，不仅能解决环保问题，而且还能带来巨大的经济效益。

总之，未来的汽车是属于适应环境保护的绿色汽车，因而在此不可避免的要提到复合材料的环境意识。聚丙烯及其复合材料能提高材料性能，延长使用期，加强功能性，这些都是对环境有利的特性。但应认真对待并努力克服复合材料的再生问题，使复合材料朝着环境协调化的方向发展。

参考文献

[1]王力，李尹熙.汽车用非金属材料的最新进展[J].汽车工艺与材料，2002，8(1)72-77.

[2]王静江，赵明全.汽车保险杠专用料的研制[J].工程塑料应用