汽车用塑胶材料及初步性能设计技术.ppt

1,汽车用塑胶材料及初步性能设计技术讲座,2,目录,汽车常用塑胶材料概论汽车常用塑胶材料简介塑料工程化改性汽车常用塑料的标识汽车塑胶材料的选用,3,性能设计系列讲座,第一节汽车常用塑胶材料概况一、塑胶材料在现代汽车中的应用及其地位1.高分子聚合物及其改性材料、复合材料大量涌现造就了现代汽车的创新高潮2.塑胶制品在汽车工业中的地位二、我国汽车工业中使用塑胶材料的现况及存在的主要问题1.我国汽车用塑胶材料现状2.我国汽车用塑胶材料工业状况3.汽车用塑胶材料及其制品标准水平4.目前国内在树脂及塑料的命名和标识代号还未统一,4,一、塑胶材料在现代汽车中的应用及其地位,高分子聚合物及其改性材料、复合材料大量涌现造就了现代汽车的创新高潮1）技术发展推动设计创新，塑胶材料开发紧跟着工业设计的需求关键词1：高分子聚集态界面物理与化学理论关键词2：通用塑料和工程塑料的新品种几何没有增加，而满足各种用途的新牌号的品级却层出不穷。关键词3：见附录1主要树脂应用年代。2）节能和环保成为影响现代汽车快速发展的关键关键词：能源节约和环境保护,5,一、塑胶材料在现代汽车中的应用及其地位,2.塑胶制品在汽车工业中的地位1）塑胶制品在汽车中使用范围和在汽车零部件中所占比率的不断扩大2）塑胶材料的特性和汽车轻量化要求，促使塑胶材料在汽车中应用向纵深发展关键词：五大类3）汽车用塑胶材料的比例逐步扩大,6,二、我国汽车工业中使用塑胶材料的现况及存在的主要问题,1.我国汽车用塑胶材料现状2.我国汽车用塑胶材料工业状况3.汽车用塑胶材料及其制品标准水平4.目前国内在树脂及塑料的命名和标识代号还未统一,7,性能设计系列讲座,第二节汽车常用塑胶材料简介一、塑料和橡胶简介1.树脂2.塑料3.橡胶4.热塑性弹性体5.添加剂二、塑料和橡胶的分类1.塑料分类2.橡胶分类3.热塑性弹性体,8,一、塑料和橡胶简介,1.树脂：由单体经聚合作用合成的高分子化合物，是制造塑料的原材料。2.塑料：以树脂为基料，添加适量的添加剂而成的聚合物，经加热熔融并在一定的温度和压力下成型，而且其制品能在使用条件下保持既定形状（具可塑性）。3.橡胶：具有高弹性的有机高分子材料。生胶：未经硫化处理，属于线性分子链结构的橡胶。硫化橡胶：生胶经过硫化处理（加压、加热处理），形成网状分子链结构，具有高弹性的高分子制品。,9,一、塑料和橡胶简介,4.热塑性弹性体：常温下显示硫化橡胶的高弹性的性能，在高温下可产生塑性变形，能以热塑性塑料的成型设备成型的一类高分子材料。5.添加剂：填充剂、增强剂、增韧剂、增塑剂。热稳定剂、光稳定剂、阻燃剂、抗氧剂、抗静电剂、抑烟剂。发泡剂、成核剂、着色剂等。交联剂、偶联剂、相容剂。,10,二、塑料和橡胶的分类,1.塑料分类1）按加工成型重复性分类热塑性塑料：受热时熔融，可进行加工成型，冷却时固化，具有多次重复加工性。热固性塑料：在受热熔融成型的同时，发生固化反应形成立体网状结构，再加热时不再熔融，而在化学溶剂中也不溶解，当加热温度超过分解温度时将分解破坏，不具备重复加工性。2）按高分子化合物状态分类均聚物：由同一种高分子单体聚合而成的高分子化合物。共聚物：由两种或两种以上高分子单体聚合而成的高分子化合物。,11,二、塑料和橡胶的分类,3）按使用范围和产品性能分类关键词：附录2塑料分类4）汽车常用塑料附录3汽车常用塑料各品种所占比例,12,二、塑料和橡胶的分类,2.橡胶分类关键词：附录4常用橡胶分类。3.热塑性弹性体关键词：附录5热塑性弹性体。,13,谢谢！,14,性能设计系列讲座,第三节塑料工程化改性一、塑料工程化改性方法1.改性过程的主体变化2通用塑料工程化的结构改性3.填充、增强改性4.合金化改性和共混改性5.纳米改性二、高分子共混改性技术ABC技术1.ABC技术2.合金化（Alloy）3.共混化（Blend）4.复合化（Composite）5.ABC改性方法三、高分子聚合物改性的本质形态结构及其多相性是决定塑料性能多元化的最基本要素,15,前言,塑料工程化改性阶段特征是将高分子材料研究的重点，从新型树脂合成开发转向对现有合成树脂的性能改性和性能提高方面。随着高分子聚合物改性材料和复合材料的大量涌现，开发研制了种类和品级繁多的汽车用塑胶制品，同时通过高分子聚合物的改性和复合技术，或通过材料工艺技术改性，都可极大的提高汽车塑胶零部件的结构强度和相应的性能特征。,16,一、塑料工程化改性方法,改性过程的主体变化化学改性：是两种不同的单体进行共聚反应或在基料树脂中添加第三单体而进行接枝反应，从而使基料树脂性能得到改善。基本特征改变了基料树脂的化学结构。（通过共聚反应及接枝反应）物理改性：在基料树脂中添加改性剂与之共混。（又称共混改性）基本特征聚合物大分子链结构没有发生化学反应，仅在体系组成与微观结构发生了变化。通用塑料工程化的结构改性（交联改性和共聚改性）交联改性：使线性分子结构改变为网状立体结构。共聚改性：通过共聚反应、接枝共聚或嵌段共聚技术以及机械共混法来改变聚合物分子链上原子的种类或聚合其他单体。,17,一、塑料工程化改性方法,3.填充、增强改性填充改性：为了提高塑料制品的物理力学性能或降低成本，而采用粒状、片状、晶须等形状的填料，以达到提高聚合物强度、刚性和耐热性。（无机/有机填料）。增强改性：添加纤维类到聚合物中，使其物理力学性能明显得到增强。（无机/有机纤维）。4.合金化改性和共混改性；（ABC改性技术）5.纳米改性100nm一种多组分的分散体，分为有机纳米材料和无机纳米材料。,18,二、高分子共混改性技术ABC技术,1.ABC技术即为：合金化（Alloy）共混化(Blend)复合化(Composite)工程化改性技术。,19,二、高分子共混改性技术ABC技术,1.ABC技术1)机理：利用容度积参数相近和反应共混原理，在反应器或螺杆中，将两种或两种以上的聚合物及其添加剂，通过机械掺混而最终形成一种“宏观上均相，而微观上分相”的多组分、多相的新材料。2)改性方法：（仅从改性过程的主体变化来划分两种改性方式伴随发生）化学改性：是两种不同的单体进行共聚反应或在基料树脂中添加第三单体而进行接枝反应，从而使基料树脂性能得到改善。基本特征改变了基料树脂的化学结构。（通过共聚反应及接枝反应）物理改性：在基料树脂中添加改性剂与之共混。（又称共混改性）基本特征聚合物大分子链结构没有发生化学反应，仅在体系组成与微观结构发生了变化。3)新材料性能取决于：共混组分的相容性及其相对含量；分散相的尺寸、尺寸分布以及两相界面的相互作用。,20,二、高分子共混改性技术ABC技术,2.合金化（Alloy）将两种或两种以上的聚合物通过物理掺混或化学掺混的方法，形成各组分完全相容或部分相容的新聚合物。根据各组分的相容程度，合金化可能为以下三种状态：1）形成完全相容状态（化学共聚合金）；2）形成部分相容状态（物理共混合金）；3）形成不相容状态。关键词：附录6合金化状态及其特征,21,二、高分子共混改性技术ABC技术,3.共混化（Blend）将两种或两种以上的聚合物，以粉末、溶液、乳液或熔体状，经混炼机机械混合，形成各组分均匀分散的聚合物合金。4.复合化（Composite）由两种或两种以上的材料组成的一种有用的多相材料，新材料中各组分在化学性质或物理性能上是不同的，组分之间存在明显的界面。,22,二、高分子共混改性技术ABC技术,5.ABC改性方法关键词：附录7ABC改性技术,23,三、高分子聚合物改性的本质形态结构及其多相性是决定塑料性能多元化的最基本要素,由于聚合物共混合金的多相性，造成不同共混体的组分形成不同的形态结构；即使是同一组分的共混体，因为其加工条件（基料属性、催化剂、添加剂、混炼方法及其工艺参数）的不同，也会导致呈现不同性能和不同形态结构聚合物。而不同的形态结构使聚合物共混合金的性能会发生巨大的变化。关键词：附录8聚氨酯各种性能和形态,24,谢谢！,25,性能设计系列讲座,第四节汽车常用塑料的标识一、塑料及其改性材料的标识1.问题提出2.汽车常用塑料的标识3./CL塑料及其改性材料标识标准二、汽车常用塑料及其改性材料的识别系统1.标识系统的基本结构2.复杂结构的标识3.阻燃材料的标识4.特例说明5.组合件或复合材料的标识6.标记方法,26,一、塑料及其改性材料的标识,1.问题提出1)汽车新产品设计、开发和研制过程中经常会发生的情况，在拆车样件或客户样件上发现有以下材料标识：CPPPPT30PP+GF20PP+EPDMT20PP+E/P-T20PC/ABSABS/PC,27,一、塑料及其改性材料的标识,1.问题提出2)样件上无材料标识或标识模糊不清；3)客户提供的原标样车零部件明细表及其他技术图样、技术文件的“材料栏”上标识：PPPA改性4)OEM的产品研发部门或零部件供应商管理部门提出“材料代用”要求。,28,一、塑料及其改性材料的标识,2.汽车常用塑料的标识（汽车塑料零部件的设计品级标识与回收标识）国内外汽车工业用塑料的标识方法1)VDA标准体系VDA260汽车结构件材料标记法；VW44045：2002聚丙烯成品部件材料技术要求。关键词：附录8,VW44045,29,GMPSpecification,2.汽车常用塑料的标识2）GM标准体系：关键词：附录9,30,一、塑料及其改性材料的标识,2.汽车常用塑料的标识3）ISO标准体系：ISO11469:2000PlasticsGenericidentificationandmarkingofplasticsproductsISO10431：1987SymbolsofplasticsandresinsPart1:BasicpolymersandtheirspecialcharacteristicsISO10432：1988SymbolsofplasticsandresinsPart2:FillersandreinforcingmaterialsISO10433:1988SymbolsofplasticsandresinsPart3:PlasticizersISO10434:1998SymbolsofplasticsandresinsPart4:Flameretardants,31,一、塑料及其改性材料的标识,2.汽车常用塑料的标识4）GB/T1844系列标准GB/T1844.11995塑料及树脂缩写代号第一部分：基础聚合物及其特征性能GB/T1844.21995塑料及树脂缩写代号第二部分：填充及增强材料GB/T1844.31995塑料及树脂缩写代号第三部分：增塑剂GB/T1844.41995塑料及树脂缩写代号第四部分：阻燃剂,32,一、塑料及其改性材料的标识,附录10：GB/T1844.11995塑料及树脂缩写代号第一部分：基础聚合物及其特征性能（IDTISO10431:1987）聚合物和天然聚合物的缩写代号(略)共聚物材料缩写代号（附录D）特征性能缩写代号（附录E）附录A：编制新型聚合物、聚合物混合物和有关术语名称缩写代号指南（补充件）附录B:术语中有关词语缩写代号（补充件）,33,一、塑料及其改性材料的标识,基础聚合物及其特征性能的缩写代号1）基础聚合物和天然聚合物的缩写代号2）共聚物材料缩写代号关键词：附录111、2、3共聚物材料缩写代号,34,一、塑料及其改性材料的标识,附录111：,35,一、塑料及其改性材料的标识,附录112：,36,一、塑料及其改性材料的标识,附录113：,37,一、塑料及其改性材料的标识,基础聚合物及其特征性能的缩写代号3）特征性能缩写代号关键词1：附录12关键词2：示例增塑的聚氯乙稀PVCP氯化聚乙烯PEC低密度聚乙烯LDPE高冲击苯乙烯HIPS注明：已经列入基础聚合物的材料仍按原规定。,特征性能缩写代号,38,一、塑料及其改性材料的标识,基础聚合物及其特征性能的缩写代号4）附录A：编制新型聚合物、聚合物混合物和有关术语名称缩写代号指南（补充件）基础聚合物、天然聚合物、共聚物及其特征性能缩写代号都用英文大写字母。共聚物标识全称：对高分子单体之间用中介符号“/”隔开，然后外加括号（），后缀“共聚物”。示例：二元共聚物E/P(乙烯/丙烯)共聚物三元共聚物A/B/AK（丙稀腈/丁二烯/丙烯酸酯）共聚物ABC(丙稀腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物EPDM(乙烯/丙稀/二稀)共聚物,39,一、塑料及其改性材料的标识,基础聚合物及其特征性能的缩写代号4）附录A：编制新型聚合物、聚合物混合物和有关术语名称缩写代号指南（补充件）聚合物混合物标识：将各个聚合物（天然聚合物、均聚物、共聚物、弹性体）缩写代号之间用“”号隔开，然后外加括号（）。例如：均聚物共聚物新的共聚物(合金或共混物)PP+EPDM表示聚丙烯和（乙烯/丙稀/二稀）共聚物的混合物；PCABS表示聚碳酸脂和（丙稀腈/丁二烯/苯乙烯）共聚物的化合物。5）附录B:术语中有关词语缩写代号（补充件）（略）,40,一、塑料及其改性材料的标识,（3）/YJY01042006汽车常用塑料及改性材料的标识和标记第三部分：填充及增强材料的缩写代号（ISO10432:1988，EQV）1）规定树脂和塑料中，已确定用途的填充材料和增强材料术语的统一缩写代号2）填充和增强材料的缩写代号标识方法3）材料类型缩写代号关键词1：附录13（见下页），关键词2：附录14（见下页）。,41,一、塑料及其改性材料的标识,附录13填充材料和增强材料的缩写代号,附录14形状与结构缩写代号,42,一、塑料及其改性材料的标识,43,一、塑料及其改性材料的标识,1）规定了树脂和塑料中，已确定用途的增塑剂术语的统一缩写代号2）增塑剂缩写代号（92项）关键