汽车高分子材料

汽车高分子材料汽车高分子材料 培训课程讲义培训课程讲义 20052005 1 1 目目 录录 第一篇第一篇 汽车塑料基础知识汽车塑料基础知识 一 汽车塑料制品发展过程一 汽车塑料制品发展过程 二 汽车用塑料主要特点二 汽车用塑料主要特点 三 我国汽车塑料制品发展现状与趋势三 我国汽车塑料制品发展现状与趋势 四 塑料在轿车饰件的应用四 塑料在轿车饰件的应用 第二篇第二篇 汽车用塑料制品与材料汽车用塑料制品与材料 一 聚氨酯泡沫塑料制品一 聚氨酯泡沫塑料制品 二 工程塑料汽车零部件二 工程塑料汽车零部件 三 塑料基复合材料汽车制品三 塑料基复合材料汽车制品 四 塑料及树脂缩写代号四 塑料及树脂缩写代号 五 塑料的组成五 塑料的组成 六 汽车塑料制品常用聚合物树脂六 汽车塑料制品常用聚合物树脂 七 汽车塑料制品的主要助剂七 汽车塑料制品的主要助剂 八 汽车塑料制品的常用填充物和增强物八 汽车塑料制品的常用填充物和增强物 九 汽车塑料的需要的主要性能指标九 汽车塑料的需要的主要性能指标 第三篇第三篇 汽车饰件用塑料及其制品汽车饰件用塑料及其制品 一 汽车饰件与塑料一 汽车饰件与塑料 二 汽车用聚氨酯泡沫塑料二 汽车用聚氨酯泡沫塑料 三 汽车软饰件与塑料三 汽车软饰件与塑料 四 反应注射模塑及制品四 反应注射模塑及制品 第四篇第四篇 汽车常用塑料及饰件汽车常用塑料及饰件 一 聚丙烯塑料汽车塑料件一 聚丙烯塑料汽车塑料件 二 聚乙烯汽车塑料件二 聚乙烯汽车塑料件 三 改性聚苯乙烯塑料三 改性聚苯乙烯塑料 四 聚氯乙烯车塑料件四 聚氯乙烯车塑料件 第第 五篇五篇 塑料结构制品材料的选用原则塑料结构制品材料的选用原则 一 塑料材料选用的注意事项一 塑料材料选用的注意事项 二 塑料材料的选用范围二 塑料材料的选用范围 三 常用零部件的选用方法实例三 常用零部件的选用方法实例 第六第六 篇篇 塑料制品的设计要求塑料制品的设计要求 一 设计的工艺性一 设计的工艺性 二 典型零部件的设计二 典型零部件的设计 第一篇第一篇 汽车塑料基础知识汽车塑料基础知识 一 汽车塑料制品发展过程一 汽车塑料制品发展过程 1 1 可清洁性 可清洁性 轻量性轻量性 减震性减震性 经济性经济性 资源性资源性 塑料的重量轻 手感好 成型工艺简单 汽车对轻量化 舒适性 和安全性的要求 汽车 包括轿车 用塑料制品 用量的增加 二 汽车用塑料主要特点 二 汽车用塑料主要特点 高分子汽车材料有很多以往传统材料没有的优点 主要表现在高分子汽车材料有很多以往传统材料没有的优点 主要表现在 重量轻 有良好的外观装饰效果 有多种实际应用功能 有良好的重量轻 有良好的外观装饰效果 有多种实际应用功能 有良好的 理化性能 容易加工成型 节约能源 可持续利用等各方面 高分理化性能 容易加工成型 节约能源 可持续利用等各方面 高分 子汽车材料的主要特点如下 子汽车材料的主要特点如下 1 1 重量轻 重量轻 高分子汽车材料最突出的优点之一就是具有轻质高强度的特性 高分子汽车材料最突出的优点之一就是具有轻质高强度的特性 由于各种塑料的平均比重只有一般普通钢材的由于各种塑料的平均比重只有一般普通钢材的 15 20 15 20 也比一般木 也比一般木 材轻 这一特点对高档大型轿车尤其有突出的优点 可以减去大量材轻 这一特点对高档大型轿车尤其有突出的优点 可以减去大量 的自重 的自重 2 2 良好的加工性能 良好的加工性能 高分子汽车材料具有非常好的加工性能 由于高分子汽车材料高分子汽车材料具有非常好的加工性能 由于高分子汽车材料 的可塑性和与其它材料之间良好的兼容结合性能 可以利用不同的的可塑性和与其它材料之间良好的兼容结合性能 可以利用不同的 材料组分 借助于各种现代化的成型加工机械 通过挤出 注塑 材料组分 借助于各种现代化的成型加工机械 通过挤出 注塑 压延 模塑 吹塑等方法加工成具有各种不同形状 不同性能 不压延 模塑 吹塑等方法加工成具有各种不同形状 不同性能 不 同颜色的 不同功能的高分子汽车材料 如 直接挤成管材 型材 同颜色的 不同功能的高分子汽车材料 如 直接挤成管材 型材 板材 注射成有各种造型的制品 压延加工成薄膜等 还可根据需板材 注射成有各种造型的制品 压延加工成薄膜等 还可根据需 要制成各种颜色 有夹层 中空 放嵌件等各种产品 还可根据要要制成各种颜色 有夹层 中空 放嵌件等各种产品 还可根据要 求进行二次加工 如机械制品样的车削 冲切 裁剪 焊接 也可求进行二次加工 如机械制品样的车削 冲切 裁剪 焊接 也可 热熔 冷锯 复合等 热熔 冷锯 复合等 3 3 优良的综合理化性能 优良的综合理化性能 高分子汽车材料的另一个优点是具有多种功能 可而被用于特殊高分子汽车材料的另一个优点是具有多种功能 可而被用于特殊 的场合 大多数高分子材料除了具有可塑性外 还有众多优秀的理的场合 大多数高分子材料除了具有可塑性外 还有众多优秀的理 化性能 塑料具有良好的绝缘性能 卓越的防腐蚀性能 耐老化性化性能 塑料具有良好的绝缘性能 卓越的防腐蚀性能 耐老化性 能 良好的耐磨和耐洗刷性能 良好的防水性能和力学性能 良好能 良好的耐磨和耐洗刷性能 良好的防水性能和力学性能 良好 的粘结结合性能 被加工成各种被加工成各种要求多种性能和功能的粘结结合性能 被加工成各种被加工成各种要求多种性能和功能 的汽车内外饰件 的汽车内外饰件 4 4 优秀的装饰效果 优秀的装饰效果 高分子汽车材料最突出的优点是装饰效果优秀 它可以被一次高分子汽车材料最突出的优点是装饰效果优秀 它可以被一次 加工成具有复杂造型和多种色彩的制品 有时还需印刷 贴膜 轧加工成具有复杂造型和多种色彩的制品 有时还需印刷 贴膜 轧 花 复层 着色 加工成具有非常逼真的形象 花纹和图案 可以花 复层 着色 加工成具有非常逼真的形象 花纹和图案 可以 仿制天然木材 金属 动物皮的纹理 还可以表面烫金 贴膜 镀仿制天然木材 金属 动物皮的纹理 还可以表面烫金 贴膜 镀 银 镶嵌等 银 镶嵌等 5 5 节能和环保 节能和环保 高分子汽车材料还有一个优点是能节约能源和促进环保 由于高分子汽车材料还有一个优点是能节约能源和促进环保 由于 能替代大量的天然材料 就可以相应节约大量的资源 起保护森林能替代大量的天然材料 就可以相应节约大量的资源 起保护森林 和石材资源的作用 不破坏更多的生态环境 具有节能的社会价值和石材资源的作用 不破坏更多的生态环境 具有节能的社会价值 和环保意义 同时 由于塑料加工成型的方便性 制造高分子汽车和环保意义 同时 由于塑料加工成型的方便性 制造高分子汽车 需要的能源远远小于加工同等功能的天然材料 比如钢铁 动物皮需要的能源远远小于加工同等功能的天然材料 比如钢铁 动物皮 等 可节约大量人工和能源 大多数汽车材料用的塑料是热塑性塑等 可节约大量人工和能源 大多数汽车材料用的塑料是热塑性塑 料 其废旧料能方便地回收 直接再制造 使高分子汽车材料走上料 其废旧料能方便地回收 直接再制造 使高分子汽车材料走上 可持续加工的清洁生产道路 有着极其积极的环保意义 可持续加工的清洁生产道路 有着极其积极的环保意义 高分子汽车材料的特性还有很多 其中也有一些不如传统材料的高分子汽车材料的特性还有很多 其中也有一些不如传统材料的 地方 主要缺点表现在它的刚性 耐热性和可燃烧性 耐老化性能 地方 主要缺点表现在它的刚性 耐热性和可燃烧性 耐老化性能 表面耐刻划性和抗冻性等 表面耐刻划性和抗冻性等 1 1 刚性差 刚性差 高分子建筑材料具有很好的可塑性 但它的刚性较差 因此不高分子建筑材料具有很好的可塑性 但它的刚性较差 因此不 能将它用于要求有较大承载力的地方或作为主要的受力结构件 否能将它用于要求有较大承载力的地方或作为主要的受力结构件 否 则会因刚度不够引起失稳等破坏 另外 它的抗变形能力也不如天则会因刚度不够引起失稳等破坏 另外 它的抗变形能力也不如天 然材料加工的传统材料 然材料加工的传统材料 2 2 耐热性差 耐热性差 耐高温性能差是高分子汽车材料的另一个主要缺点 大部分热耐高温性能差是高分子汽车材料的另一个主要缺点 大部分热 塑性高分子汽车材料的工作温度都在摄氏塑性高分子汽车材料的工作温度都在摄氏 8080 度以下 该温度以上常度以下 该温度以上常 会发生热变形 使高分子材料不能维持原来的形状和结构 性能也会发生热变形 使高分子材料不能维持原来的形状和结构 性能也 会发生很大变化 会发生很大变化 3 3 抗冻性能差 抗冻性能差 很多塑料具有冷脆性 主要表现在塑料件在冬天时用时 受到很多塑料具有冷脆性 主要表现在塑料件在冬天时用时 受到 冲击力特别容易引起冲击破坏 由于这一原因使很多塑料在低温环冲击力特别容易引起冲击破坏 由于这一原因使很多塑料在低温环 境下的应用受到了限制 热塑性塑料的这一缺点目前可以通过在原境下的应用受到了限制 热塑性塑料的这一缺点目前可以通过在原 料中加入其它材料或添加剂进行配方组合进行改性 让它的低温抗料中加入其它材料或添加剂进行配方组合进行改性 让它的低温抗 冲击强度得到改善 冲击强度得到改善 4 4 具有可燃烧性 具有可燃烧性 与钢材相比 塑料的另一个缺点是具有可燃烧性 这是近年来与钢材相比 塑料的另一个缺点是具有可燃烧性 这是近年来 高分子汽车材料应用过程中最受人们关注的问题之一 也是很多场高分子汽车材料应用过程中最受人们关注的问题之一 也是很多场 合中最不放心使用高分子材料的主要原因之一 塑料可分为两类 合中最不放心使用高分子材料的主要原因之一 塑料可分为两类 一类是不可燃烧的 另一类是可燃烧的 但是 由于塑料具有可配一类是不可燃烧的 另一类是可燃烧的 但是 由于塑料具有可配 方组合和改性的功能 可燃烧的塑料可以通过在配方中加入阻燃剂方组合和改性的功能 可燃烧的塑料可以通过在配方中加入阻燃剂 和不可燃烧的填充改性物 对其进行改性 使之成为阻燃或不可燃和不可燃烧的填充改性物 对其进行改性 使之成为阻燃或不可燃 的塑料 让们放心使用 的塑料 让们放心使用 5 5 耐老化性能 耐老化性能 塑料的老化性能是长期以来影响高分子汽车材料应用发展的又塑料的老化性能是长期以来影响高分子汽车材料应用发展的又 一个原因 但是 实际上应该比较客观地看待塑料建材的老化问题 一个原因 但是 实际上应该比较客观地看待塑料建材的老化问题 高分子材料不仅要考虑耐热老化 还要考虑耐光老化和耐经常接触高分子材料不仅要考虑耐热老化 还要考虑耐光老化和耐经常接触 介质的老化 可以通过在配方中通过加入各种抗老化剂防止老化 介质的老化 可以通过在配方中通过加入各种抗老化剂防止老化 高分子建筑材料具有相当多的优点 但由于上述缺点 较多的高分子建筑材料具有相当多的优点 但由于上述缺点 较多的 仍然是以汽车内装饰用材和车厢内功能性汽车制品应用为主 随着仍然是以汽车内装饰用材和车厢内功能性汽车制品应用为主 随着 科学技术的发展 越来越多的高分子新材料不断研究成功 许多高科学技术的发展 越来越多的高分子新材料不断研究成功 许多高 分子材料已经正在克服这些缺点 这将使汽车高分子材料的应用领分子材料已经正在克服这些缺点 这将使汽车高分子材料的应用领 域和范围得到更大的发展 域和范围得到更大的发展 三 我国汽车塑料制品发展现状与趋势三 我国汽车塑料制品发展现状与趋势 汽车塑料制品 按其使用部位可分为内饰件 外装件 机能结构汽车塑料制品 按其使用部位可分为内饰件 外装件 机能结构 件等 件等 近年来我国大力开展汽车软饰化工作 汽车上塑料用量明显增加 近年来我国大力开展汽车软饰化工作 汽车上塑料用量明显增加 表表 1 11 1 我国不同车型塑料用量我国不同车型塑料用量 分类分类塑料用量 塑料用量 Kg Kg 辆 辆 塑料占全车材料的百分比塑料占全车材料的百分比 轿车轿车 34 634 65 5 2 2 t t 载货汽载货汽 车车 27 727 71 541 54 4 4 t t 载货汽载货汽 车车 22 522 50 40 4 1010 t t 载货汽载货汽 车车 25 825 80 320 32 表表 1 21 2 我国汽车中塑料件在各使用部位所占的百分比我国汽车中塑料件在各使用部位所占的百分比 单位 单位 车型车型内饰件内饰件外装件外装件机能结构件机能结构件 天津天津 TJ133TJ133 52 352 31 51 546 246 2 南京南京 NJ131NJ131 57 657 68 28 234 234 2 轿车轿车 434319192222 国外小轿国外小轿 车车 40 940 934 534 524 624 6 四 塑料在轿车饰件的应用四 塑料在轿车饰件的应用 轿车软饰件主要是指轿车车身内外各种质地柔软坚韧的装饰部件 轿车软饰件主要是指轿车车身内外各种质地柔软坚韧的装饰部件 其中以内饰件为主 轿车中典型的塑料软饰件见表其中以内饰件为主 轿车中典型的塑料软饰件见表 1 31 3 表表 1 31 3 轿车中典型的塑料软饰件轿车中典型的塑料软饰件 内饰件名称内饰件名称塑料名称塑料名称 座椅缓冲垫 头枕座椅缓冲垫 头枕聚氨酯泡沫塑料聚氨酯泡沫塑料 扶手 仪表板缓冲垫扶手 仪表板缓冲垫聚氨酯泡沫塑料 聚氯乙稀聚氨酯泡沫塑料 聚氯乙稀 仪表盖板 前支柱装饰条 控仪表盖板 前支柱装饰条 控 制箱体制箱体 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 ABSABS 仪表板芯材仪表板芯材玻璃钢纤维增强丙烯腈 苯乙烯共玻璃钢纤维增强丙烯腈 苯乙烯共 聚物聚物 仪表板托架 车门前饰板芯材 仪表板托架 车门前饰板芯材 制动杆手柄 中后支柱装饰条制动杆手柄 中后支柱装饰条 聚丙烯聚丙烯 转向盘转向盘聚丙烯 聚氨酯聚丙烯 聚氨酯 车门内饰板表皮 车顶棚内衬车门内饰板表皮 车顶棚内衬 表皮表皮 聚氯乙稀聚氯乙稀 车门内饰板隔离层 车顶棚内车门内饰板隔离层 车顶棚内 衬隔离层衬隔离层 聚氨酯 聚苯乙烯聚氨酯 聚苯乙烯 车顶棚内衬托架车顶棚内衬托架聚丙烯 聚苯乙烯聚丙烯 聚苯乙烯 轿车对安全 美观 舒适 等要求 塑料在轿车软饰件上的广 泛应用 用于制造轿车软饰件的塑料 主要有聚氨酯泡沫塑料 聚氯乙烯 用于制造轿车软饰件的塑料 主要有聚氨酯泡沫塑料 聚氯乙烯 聚苯乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯 聚丙烯 ABSABS 聚苯醚和玻璃纤维增强丙烯腈 苯乙烯共 聚苯醚和玻璃纤维增强丙烯腈 苯乙烯共 聚物等 其中以聚氨酯泡沫塑料最为重要 聚物等 其中以聚氨酯泡沫塑料最为重要 目前 许多通用塑料 工程塑料及其增强塑料 都能在不同程度目前 许多通用塑料 工程塑料及其增强塑料 都能在不同程度 上替代钢 铜 不锈钢 铝合金等材料 用作轿车结构件或内外装上替代钢 铜 不锈钢 铝合金等材料 用作轿车结构件或内外装 件 其中 又以聚丙烯 聚氯乙稀 聚乙烯 件 其中 又以聚丙烯 聚氯乙稀 聚乙烯 ABSABS 等最常用 表等最常用 表 1 41 4 列举了用作轿车结构件或内外装件的塑料品种及其应用实例 列举了用作轿车结构件或内外装件的塑料品种及其应用实例 表表 1 41 4 用作轿车结构件和内外装件的塑料品种及其应用实例用作轿车结构件和内外装件的塑料品种及其应用实例 结构件和内外装件名称结构件和内外装件名称塑料名称塑料名称 取暖及通风系统 车厢 发动机机取暖及通风系统 车厢 发动机机 舱 车身 灯壳 工具箱 电线接舱 车身 灯壳 工具箱 电线接 线柱 接线盒盖 消音器等线柱 接线盒盖 消音器等 聚丙烯 玻纤增强聚丙烯 无聚丙烯 玻纤增强聚丙烯 无 机填料增强聚丙烯 电镀级聚机填料增强聚丙烯 电镀级聚 丙烯丙烯 仪表板罩 汽车顶盖内衬 后盖板仪表板罩 汽车顶盖内衬 后盖板 表皮 备胎罩 转向盘 保险杠套 表皮 备胎罩 转向盘 保险杠套 电线包覆层等电线包覆层等 聚氯乙烯 氯化聚氯乙稀 玻聚氯乙烯 氯化聚氯乙稀 玻 纤增强聚氯乙稀 热固性低发纤增强聚氯乙稀 热固性低发 泡聚氯乙稀泡聚氯乙稀 挡泥板 顶棚和门的减振材料 行挡泥板 顶棚和门的减振材料 行低密度聚乙烯 高密度聚乙烯 低密度聚乙烯 高密度聚乙烯 轿车对轻量化 提高安全 性 节约能源消耗 降低 生产成本等要求 塑料在轿车结构件和内外 装件上的广泛应用 李箱垫 空气导管 汽油箱等李箱垫 空气导管 汽油箱等超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯 后挡泥板 仪表板 收音机罩 空后挡泥板 仪表板 收音机罩 空 气排气管 转向盘喇叭罩 格栅 气排气管 转向盘喇叭罩 格栅 后护板 上通风盖板 车轮罩 百后护板 上通风盖板 车轮罩 百 叶窗 支架 镜框等叶窗 支架 镜框等 高抗冲高抗冲 ABSABS 超高抗冲 超高抗冲 ABSABS 高刚性高刚性 ABSABS 电镀 电镀 ABSABS 透明 透明 ABSABS 氯化共混 氯化共混 ABSABS 灯具 仪表标牌 遮阳板 窗玻璃 灯具 仪表标牌 遮阳板 窗玻璃 保险杠等保险杠等 聚碳酸酯 玻纤增强聚碳酸酯聚碳酸酯 玻纤增强聚碳酸酯 保险杠 散热器格栅 扰流板 翼保险杠 散热器格栅 扰流板 翼 子板等子板等 反应型注射成型聚氨酯反应型注射成型聚氨酯 RIMRIM 第二篇第二篇 汽车用塑料制品与材料汽车用塑料制品与材料 一 聚氨酯泡沫塑料制品一 聚氨酯泡沫塑料制品 聚氨酯泡沫塑料广泛应用于汽车内饰和吸收振动的零部件上 其聚氨酯泡沫塑料广泛应用于汽车内饰和吸收振动的零部件上 其 主要制品有 仪表板 后视镜框 保险杠 座椅软垫 头枕 转向主要制品有 仪表板 后视镜框 保险杠 座椅软垫 头枕 转向 盘 控制箱 仪表板防振垫 前后支柱装饰 中间支柱装饰 前顶盘 控制箱 仪表板防振垫 前后支柱装饰 中间支柱装饰 前顶 衬里 窗框架 顶棚与侧顶架装饰 门衬板 遮阳板 后顶架装饰衬里 窗框架 顶棚与侧顶架装饰 门衬板 遮阳板 后顶架装饰 等 等 二 工程塑料汽车零部件二 工程塑料汽车零部件 工程塑料制造的汽车机能件较多 其中常见的零部件有 散热器工程塑料制造的汽车机能件较多 其中常见的零部件有 散热器 格栅 其材料有格栅 其材料有 ABSABS 2020 玻璃纤维增强聚丙烯 玻璃纤维增强聚丙烯 空气滤清器壳 空气滤清器壳 聚丙烯 聚丙烯 行里箱盖 聚丙烯 行里箱盖 聚丙烯 仪表板 聚丙烯 仪表板 聚丙烯 曲轴箱盖 尼 曲轴箱盖 尼 龙龙 6 6 正时齿轮链盒 聚丙烯 正时齿轮链盒 聚丙烯 正时齿轮 正时齿轮 3030 玻璃纤维增强聚 玻璃纤维增强聚 甲醛 甲醛 挡泥板 尼龙 挡泥板 尼龙 R R RIMRIM 等 等 三 塑料基复合材料汽车制品三 塑料基复合材料汽车制品 塑料复合材料如塑料复合材料如 SMCSMC DXDX 聚甲醛复合材料 开始用于制造汽车 聚甲醛复合材料 开始用于制造汽车 结构件 对减少汽车自重起了重要作用 如结构件 对减少汽车自重起了重要作用 如 SMCSMC 材料模压成型制造材料模压成型制造 汽车门板 聚甲醛复合材料制造传向节主销衬套 汽车门板 聚甲醛复合材料制造传向节主销衬套 四 塑料及树脂缩写代号四 塑料及树脂缩写代号 表表 2 12 1 根据根据 GB1844GB1844 8080 标准 列出常用塑料及树脂的缩写代号 标准 列出常用塑料及树脂的缩写代号 缩写代缩写代 号号 塑料和树脂全称塑料和树脂全称 PURPUR 聚氨酯聚氨酯 PolyurethanePolyurethane PPPP 聚丙烯聚丙烯 PolypropylenePolypropylene PEPE 聚乙烯聚乙烯 PolyethylenePolyethylene PSPS 聚苯乙烯聚苯乙烯 PolystyrenePolystyrene PVCPVC 聚氯乙烯聚氯乙烯 Poly vinylPoly vinyl acetate acetate PCPC 聚碳酸酯聚碳酸酯 PolycarbonatePolycarbonate ABSABS 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 Acrylonitrile Acrylonitrile butadiene styrenebutadiene styrene copolymercopolymer PANPAN 聚丙烯腈聚丙烯腈 PolyacrylonitrilePolyacrylonitrile PMMAPMMA 聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯 Poly methylPoly methyl methacrylate methacrylate PBTPBT 聚对苯二甲酸丁二醇酯聚对苯二甲酸丁二醇酯 PolyPoly butylenebutylene terephthalateterephthalate PETPET 聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯 PolyPoly ethyleneethylene terephthalateterephthalate EPEP 环氧树脂环氧树脂 EpoxideEpoxide resinresin PFPF 酚醛树脂酚醛树脂 Phenol formaldehydePhenol formaldehyde resinresin UFUF 脲醛树脂脲醛树脂 Ultra formaldehydeUltra formaldehyde resineresine UPUP 不饱和树脂不饱和树脂 UnsaturatedUnsaturated polyesterpolyester PAPA 聚酰胺聚酰胺 PolyamidePolyamide PIPI 聚酰亚胺聚酰亚胺 PolyimidePolyimide POMPOM 聚甲醛聚甲醛 PolyformaldehydePolyformaldehyde Polyoxymethylene Polyoxymethylene PPOPPO 聚苯醚聚苯醚 Poly phenylenePoly phenylene oxide oxide PSUPSU 聚砜聚砜 PolysulfonePolysulfone RPRP 增强塑料增强塑料 ReinforcedReinforced plasticsplastics GRPGRP 玻璃纤维增强塑料玻璃纤维增强塑料 GlassGlass fibrefibre reinforcedreinforced plasticsplastics 五 塑料的组成五 塑料的组成合成树脂 主要成分 添加剂 塑料 在一定温度 压力下可加工成 型或者交联固化成型 1 1 树脂 树脂 树脂是塑料中最重要的组分 约占塑料全部组分的树脂是塑料中最重要的组分 约占塑料全部组分的 4040 100100 按树脂的受热行为 塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两类 按树脂的受热行为 塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两类 1 11 1 热塑性塑料 热塑性塑料 其分子结构是链状的线型结构 它的工艺性能特点是受热时软化其分子结构是链状的线型结构 它的工艺性能特点是受热时软化 或熔化 具有可塑性 可塑制成一定形状的制品 可反复再塑 而或熔化 具有可塑性 可塑制成一定形状的制品 可反复再塑 而 其基本性能不变 其基本性能不变 这类塑料的优点和缺点 这类塑料的优点和缺点 属于这类塑料的有聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙稀 聚苯乙烯 属于这类塑料的有聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙稀 聚苯乙烯 ABSABS 有机玻璃 聚甲醛 聚酰胺 聚碳酸酯 聚苯醚 聚砜 聚芳 有机玻璃 聚甲醛 聚酰胺 聚碳酸酯 聚苯醚 聚砜 聚芳 砜 聚酰亚胺 聚苯硫醚 聚苯并咪唑 聚对苯二甲酸乙二醇酯砜 聚酰亚胺 聚苯硫醚 聚苯并咪唑 聚对苯二甲酸乙二醇酯 PETPET 等 等 1 21 2 热固性塑料 热固性塑料 热固性塑料是一类以缩聚树脂为基础 加入适当的添加剂固化而热固性塑料是一类以缩聚树脂为基础 加入适当的添加剂固化而 成 这种塑料一旦固化成型即使加热至分解温度也不会软化 同时成 这种塑料一旦固化成型即使加热至分解温度也不会软化 同时 也不溶解在溶剂中 属于这类塑料有酚醛 环氧 聚酯 氨基 聚也不溶解在溶剂中 属于这类塑料有酚醛 环氧 聚酯 氨基 聚 二苯醚 不饱和聚酯以及有机硅等 二苯醚 不饱和聚酯以及有机硅等 六 汽车塑料制品常用聚合物树脂六 汽车塑料制品常用聚合物树脂 汽车塑料制品的种类很多 但大多数制品都由几部分基本原材汽车塑料制品的种类很多 但大多数制品都由几部分基本原材 料组成 合成树脂 添加剂 稳定剂 增塑剂 防老剂 阻燃剂 料组成 合成树脂 添加剂 稳定剂 增塑剂 防老剂 阻燃剂 防腐剂等 防腐剂等 填充料 着色剂 填充料 着色剂 下面对建筑塑料制品种常用的原料作简单介绍 下面对建筑塑料制品种常用的原料作简单介绍 高分子建筑材料的主要成分就是合成树脂 合成树脂按照聚合的方高分子建筑材料的主要成分就是合成树脂 合成树脂按照聚合的方 法有加聚树脂和缩聚树脂两类 而按照受热行为又可分为热塑性塑法有加聚树脂和缩聚树脂两类 而按照受热行为又可分为热塑性塑 料和热固性塑料两类 料和热固性塑料两类 汽车塑料制品的常用原材料中 根据不同用途和性能要求 热汽车塑料制品的常用原材料中 根据不同用途和性能要求 热 塑性塑料和热固性塑料都有应用 考虑环保 加工性能和可持续加塑性塑料和热固性塑料都有应用 考虑环保 加工性能和可持续加 工因素 热塑性塑料的应用比例远远高于热固性塑料 在热塑性塑工因素 热塑性塑料的应用比例远远高于热固性塑料 在热塑性塑 料中根据不同场合需要 通用塑料和工程塑料都有应用 但从经济料中根据不同场合需要 通用塑料和工程塑料都有应用 但从经济 性和加工性考虑 应用较多的还是通用热塑性塑料 常用于作为建性和加工性考虑 应用较多的还是通用热塑性塑料 常用于作为建 筑塑料制品常用原材料的塑料树脂有筑塑料制品常用原材料的塑料树脂有 PVCPVC PEPE PPPP ABSABS PSPS 酚醛 酚醛 环氧树脂 聚氨酯 不饱和聚酯等 环氧树脂 聚氨酯 不饱和聚酯等 一 一 PVCPVC 聚氯乙烯 聚氯乙烯 1 1 PVCPVC 的种类与应用领域的种类与应用领域 PVCPVC 是高分子建筑材料中应用最多的树脂 是高分子建筑材料中应用最多的树脂 PVCPVC 树脂按照聚合方法树脂按照聚合方法 可分成悬浮树脂和糊状树脂 悬浮树脂是粉状物 按照分子量大小可分成悬浮树脂和糊状树脂 悬浮树脂是粉状物 按照分子量大小 可分 种型号 其分子量范围 性能和用途如表 所示可分 种型号 其分子量范围 性能和用途如表 所示 参考标参考标 准准 HG2 775 74HG2 775 74 表中的黏度表示为 表中的黏度表示为 1 1 树脂在树脂在 1 1 2 2 二氯甲烷中的溶二氯甲烷中的溶 液绝对黏度值液绝对黏度值 表表 2 2 2 2 悬浮法 树脂的分子量范围和用途悬浮法 树脂的分子量范围和用途 疏松疏松紧密紧密 平均分子量平均分子量 万万 粘度粘度 Pa s10 2 Pa s10 2 汽车应用汽车应用外包装外包装 包扎标包扎标 记记 S S 1 1 XJ 1XJ 1 8 8 75 9 5675 9 56 2 00 2 102 00 2 10 绝缘线材绝缘线材蓝色蓝色 XS 2XS 2XJ 2XJ 2 8 8 758 8 751 90 2 001 90 2 00 白色白色 XS 3XS 3XJ 3XJ 3 7 2 87 2 81 80 1 901 80 1 90 表皮材料等表皮材料等黄色黄色 XS 4XS 4XJ 4XJ 4 6 35 7 26 35 7 21 70 1 801 70 1 80 内饰材料内饰材料绿色绿色 XS 5XS 5XJ 5XJ 5 5 51 6 355 51 6 351 60 1 701 60 1 70 镜框 信号盖镜框 信号盖 等等 红色红色 XS 6XS 6XJ 6XJ 6 4 7 5 514 7 5 511 50 1 601 50 1 60 过氯乙烯底涂过氯乙烯底涂黑色黑色 PVCPVC 糊状树脂是在加入了大量的增塑剂后 用于涂布法加工软糊状树脂是在加入了大量的增塑剂后 用于涂布法加工软 质质 PVCPVC 表皮 革类面料产品 表皮 革类面料产品 PVCPVC 软质地板等 一般在糊状软质地板等 一般在糊状 PVCPVC 树树 脂中的增塑剂加量 可达到树脂含量的脂中的增塑剂加量 可达到树脂含量的 80 100 80 100 在汽车塑料制品种最常用的塑料原材料当属聚氯乙烯 用在汽车塑料制品种最常用的塑料原材料当属聚氯乙烯 用 PVCPVC 塑料制造的汽车塑料制品随处可见 塑料制造的汽车塑料制品随处可见 PVCPVC 塑料方向盘 塑料方向盘 PVCPVC 塑料衬板 塑料衬板 PVCPVC 塑料汽车铺地材料 这不仅是因为塑料汽车铺地材料 这不仅是因为 PVCPVC 树脂价格经济 而且加树脂价格经济 而且加 工性能和综合力学性能都比较好 工性能和综合力学性能都比较好 2 2 PVCPVC 的性能特点的性能特点 将将 PVCPVC 树脂用于汽车材料中的最可贵特点是具有自熄性 这是树脂用于汽车材料中的最可贵特点是具有自熄性 这是 因为因为 PVCPVC 材料的分子中含有材料的分子中含有 56 856 8 氯原子 遇明火能够自熄 材料 氯原子 遇明火能够自熄 材料 自熄是指原本燃烧的材料在离开火源就会自动熄灭 衡量某种材料自熄是指原本燃烧的材料在离开火源就会自动熄灭 衡量某种材料 是否会燃烧可用氧指数值作判断 当材料的氧指数达到是否会燃烧可用氧指数值作判断 当材料的氧指数达到 3030 以上 才以上 才 可将这种材料称为具有自熄性 也就是说 这种材料只有当所处空可将这种材料称为具有自熄性 也就是说 这种材料只有当所处空 气环境中的含氧量达到气环境中的含氧量达到 30 30 时才会燃烧 低于此值则不会燃烧 那时才会燃烧 低于此值则不会燃烧 那 么这种材料一般使用情况下的燃烧性能是安全的 么这种材料一般使用情况下的燃烧性能是安全的 自熄性对于建筑自熄性对于建筑 材料是极为重要 可以避免许多意想不到的灾害 材料是极为重要 可以避免许多意想不到的灾害 不管哪一类的不管哪一类的 PVCPVC 树脂在加工时都必须加上稳定剂 否则 树脂在加工时都必须加上稳定剂 否则 PVCPVC 受到光和热很容易分解 一般配方中除了稳定剂之外 还要加入润受到光和热很容易分解 一般配方中除了稳定剂之外 还要加入润 滑剂 防老化剂 并根据不同的树脂型号和产品需要 加入增塑剂滑剂 防老化剂 并根据不同的树脂型号和产品需要 加入增塑剂 和各种增强填充剂 假如增强填充剂 既是为了降低成本 也更为和各种增强填充剂 假如增强填充剂 既是为了降低成本 也更为 了改善某一个具体的性能 比如耐热性 抗冲击性 强度 耐介质了改善某一个具体的性能 比如耐热性 抗冲击性 强度 耐介质 性能等 性能等 要区别要区别 PVCPVC 材料属于硬质或软质 主要是由加工时所加入的增材料属于硬质或软质 主要是由加工时所加入的增 塑剂的量决定 一般情况下 加入的增塑剂量大于树脂量的塑剂的量决定 一般情况下 加入的增塑剂量大于树脂量的 30 30 时 时 称为软质称为软质 PVCPVC 材料 含较多增塑剂的材料 含较多增塑剂的 PVCPVC 材料要成为自喜获阻燃产材料要成为自喜获阻燃产 品还需加入特定的阻燃成分 否则不再自熄 而硬质品还需加入特定的阻燃成分 否则不再自熄 而硬质 PVCPVC 材料的增材料的增 塑剂加入量小于树脂的塑剂加入量小于树脂的 10 10 或者完全不加增塑剂 其阻燃性能不 或者完全不加增塑剂 其阻燃性能不 受到大的影响 汽车高分子材料中的受到大的影响 汽车高分子材料中的 PVCPVC 类产品中硬质 软质都有 类产品中硬质 软质都有 除了树脂性号外靠增塑剂调节 但都可以保持材料的自熄性能 硬除了树脂性号外靠增塑剂调节 但都可以保持材料的自熄性能 硬 质质 PVCPVC 材料除了自熄以外 抗老化性能和综合力学性能也较好 但材料除了自熄以外 抗老化性能和综合力学性能也较好 但 它的抗冲击性能 尤其是低温抗冲击性能往往还不能满足应用要求 它的抗冲击性能 尤其是低温抗冲击性能往往还不能满足应用要求 采取的措施是在配方中加入抗冲改性剂 软质制品无抗冲击要求 采取的措施是在配方中加入抗冲改性剂 软质制品无抗冲击要求 常用的常用的 PVCPVC 材料抗冲改性剂有材料抗冲改性剂有 ACRACR 丙烯酸酯共聚物 丙烯酸酯共聚物 CPECPE 氯化聚乙烯 氯化聚乙烯 EVAEVA 乙烯乙烯 醋酸乙烯共聚物醋酸乙烯共聚物 部分无机填充 部分无机填充 物等 改性的作用是让材料增加抗冲击韧性 物等 改性的作用是让材料增加抗冲击韧性 3 3 其它相关共聚物 其它相关共聚物 氯乙烯除了聚合成氯乙烯除了聚合成 PVCPVC 还可以和其它不饱和单体共聚 形成 还可以和其它不饱和单体共聚 形成 氯乙烯类其它共聚物 如下面表氯乙烯类其它共聚物 如下面表 2 22 2 所示 所示 表表 2 32 3 氯乙烯类其它共聚物氯乙烯类其它共聚物 单体单体 1 1 名称名称 单体单体 2 2 名称名称 共聚物名称共聚物名称性能特点性能特点高分子建材高分子建材 氯乙烯氯乙烯醋酸乙烯醋酸乙烯氯醋共聚物氯醋共聚物改善加工性改善加工性 能能 地板 涂层地板 涂层 氯乙烯氯乙烯偏二氯乙烯偏二氯乙烯氯偏共聚物氯偏共聚物改善韧性改善韧性墙面涂料墙面涂料 氯乙烯氯乙烯氯化改性氯化改性过氯乙烯过氯乙烯耐老化性好耐老化性好地面涂料地面涂料 二 二 PEPE 聚乙烯 聚乙烯 1 1 PEPE 的种类与应用领域的种类与应用领域 PEPE 材料的种类很多 不同的材料的种类很多 不同的 PEPE 有不同的力学性能和加工性能 根有不同的力学性能和加工性能 根 据不同的用途和性能要求 相应的用不同的据不同的用途和性能要求 相应的用不同的 PEPE 制成不同的产品 制成不同的产品 PEPE 的力学性能与其密度有很大关系 密度越高 力学性能越好 的力学性能与其密度有很大关系 密度越高 力学性能越好 不同的不同的 PEPE 原材料和在建筑中适用的产品如表原材料和在建筑中适用的产品如表 2 32 3 所示 所示 表表 2 2 4 4 PEPE 原材料特性和适用产品原材料特性和适用产品 名称名称缩写缩写密度或分子量密度或分子量性能性能汽车用汽车用 高密度聚乙烯高密度聚乙烯 HDPEHDPE0 941 0 965 0 941 0 965 力学性能较力学性能较 好好 膜膜 低密度聚乙烯低密度聚乙烯 LDPELDPE0 910 0 9400 910 0 940 力学性能较力学性能较 差差 线性低密度聚线性低密度聚 乙烯乙烯 LLDPLLDP E E 0 910 0 9400 910 0 940 线性结构线性结构 超高分子量聚超高分子量聚 乙烯乙烯 UHMWUHMW PEPE 分子量大于分子量大于 150150 万万 特别耐磨 特别耐磨 力学性能特力学性能特 别好别好 耐磨衬材耐磨衬材 市售商品市售商品 PEPE 以以 MIMI 熔融指数 进行分级 熔融指数 进行分级 MIMI 值在值在 0 3 200 3 20 范围范围 内 分子量越大 密度越高 内 分子量越大 密度越高 MIMI 值越小 值越小 MIMI 代表意义为 加工温代表意义为 加工温 度度 190C0190C0 载荷载荷 2160g2160g 1010 秒内 从直径秒内 从直径 2 1mm2 1mm 长 长 8mm8mm 的毛细管的毛细管 中挤出的克数 中挤出的克数 2 2 PEPE 的性能特点的性能特点 PEPE 的最大优点是对人体无害和耐溶剂性能特别优秀 常温下几的最大优点是对人体无害和耐溶剂性能特别优秀 常温下几 乎没有可溶解的溶剂 只有某些烃类物质能使它溶胀甚至溶解 比乎没有可溶解的溶剂 只有某些烃类物质能使它溶胀甚至溶解 比 如 四氯化碳 如 四氯化碳 PEPE 的耐介质腐蚀的能力也特别强 可耐大多数酸性的耐介质腐蚀的能力也特别强 可耐大多数酸性 和碱性物质 只有浓硫酸和浓硝酸方能够慢慢地侵蚀它 因此 和碱性物质 只有浓硫酸和浓硝酸方能够慢慢地侵蚀它 因此 PEPE 可被用来加工成建筑中需要接触大多数化工液体的管材 由于耐腐可被用来加工成建筑中需要接触大多数化工液体的管材 由于耐腐 蚀性好 还特别适用于制造成输送饮用水的管道和医用 药用输液蚀性好 还特别适用于制造成输送饮用水的管道和医用 药用输液 管 管 超高分子量聚乙烯材料是近年来发展的新材料 由于它的分子超高分子量聚乙烯材料是近年来发展的新材料 由于它的分子 量特别大 理化性能具有很多超出寻常量特别大 理化性能具有很多超出寻常 PEPE 材料的优点 被誉为现代材料的优点 被誉为现代 奇异新塑料 尤其是他的耐磨性能非常好 甚至可以为普通钢材的奇异新塑料 尤其是他的耐磨性能非常好 甚至可以为普通钢材的 8 98 9 倍 这种材料非常适合用于很多易磨损材料 但是由于超高分倍 这种材料非常适合用于很多易磨损材料 但是由于超高分 子量聚乙烯材料的分子量相当大 长期以来 它的加工成型是一个子量聚乙烯材料的分子量相当大 长期以来 它的加工成型是一个 问题 通过配方改性或对挤出加工设备进行特殊的改造 目前已经问题 通过配方改性或对挤出加工设备进行特殊的改造 目前已经 能连续挤出加工成型 能连续挤出加工成型 PEPE 作为汽车材料应用 其最大的缺点是容易燃烧 因此 用作为汽车材料应用 其最大的缺点是容易燃烧 因此 用 PEPE 一定要采用比较保险的阻燃措施 最简单 常用的方法是加入合适一定要采用比较保险的阻燃措施 最简单 常用的方法是加入合适 的而且有足够量的阻燃剂 用来改善的而且有足够量的阻燃剂 用来改善 PEPE 的燃烧性能 的燃烧性能 3 3 PEPE 和其它化合物的共聚物和其它化合物的共聚物 PEPE 和其它物质形成的共聚物如表和其它物质形成的共聚物如表 2 52 5 所示 所示 表表 2 52 5 PEPE 和其它物质形成的共聚物和其它物质形成的共聚物 单体单体 1 1 单体单体 2 2 共聚物共聚物 名称名称 性能特点性能特点建筑应用建筑应用 PEPE 醋酸乙烯醋酸乙烯 EVAEVA 弹性随弹性随 VAVA 量量 增加增加 抗冲改性剂抗冲改性剂 PEPE 氯气氯气 CPECPE 燃烧性能随氯燃烧性能随氯 改善改善 抗冲改性剂抗冲改性剂 PEPE 氯气 二氯氯气 二氯 化硫化硫 氯磺化氯磺化 PEPE 弹性体弹性体抗冲改性剂抗冲改性剂 三三 PSPS 聚苯乙烯聚苯乙烯 1 1 PSPS 的种类与应用领域的种类与应用领域 聚苯乙烯树脂的加工方法有悬浮聚合和本体聚合两类 本体聚聚苯乙烯树脂的加工方法有悬浮聚合和本体聚合两类 本体聚 合法的聚苯乙烯是由苯乙烯单体聚合而成的合法的聚苯乙烯是由苯乙烯单体聚合而成的 本体聚合只需要加热及本体聚合只需要加热及 加引发剂 就可以得到纯度较高的连续聚合产品 但对聚合反应控加引发剂 就可以得到纯度较高的连续聚合产品 但对聚合反应控 制难度较高 悬浮聚合要以水作为分散剂 聚合得到制难度较高 悬浮聚合要以水作为分散剂 聚合得到 PSPS 颗粒 颗粒 PSPS 常用于加工建筑中应用较多的发泡常用于加工建筑中应用较多的发泡 PSPS 材料 加工泡沫塑料的方法是材料 加工泡沫塑料的方法是 将将 PSPS 和低沸点的有机液状物 例如丁烷 加热至一定温度 然后在和低沸点的有机液状物 例如丁烷 加热至一定温度 然后在 较高压力下使液体渗入到较高压力下使液体渗入到 PSPS 的内部 当冷却时 该低沸点的液体就的内部 当冷却时 该低沸点的液体就 被固定在被固定在 PSPS 粒子的内部 一旦这些粒子再次遇到蒸汽加热时 粒子的内部 一旦这些粒子再次遇到蒸汽加热时 PSPS 粒子就会软化 粘连 但使其同低沸点物同时发生气化 就膨胀成粒子就会软化 粘连 但使其同低沸点物同时发生气化 就膨胀成 多个有隔离层的小气孔 即形成多个有隔离层的小气孔 即形成 PSPS 泡沫塑料 泡沫塑料 2 2 PSPS 的性能特点的性能特点 用单纯的用单纯的 PSPS 加工材料时 其外观特点是无色透明 透光率可达加工材料时 其外观特点是无色透明 透光率可达 到到 90 90 或更高 性能特点是刚性较好 用或更高 性能特点是刚性较好 用 PSPS 材料加工出来的产品材料加工出来的产品 虽然平整而挺括 但它的脆性较大 不能承受冲击力 虽然平整而挺括 但它的脆性较大 不能承受冲击力 PSPS 用于汽车用于汽车 中的另一个缺点是容易燃烧 而且由于含苯 它在燃烧时发出较大中的另一个缺点是容易燃烧 而且由于含苯 它在燃烧时发出较大 的黑烟和黄色明火 还会散发出苯类物质特有的 有害 难闻气体 的黑烟和黄色明火 还会散发出苯类物质特有的 有害 难闻气体 PSPS 能溶于苯 甲苯 乙苯等苯类芳香族溶剂 另外 能溶于苯 甲苯 乙苯等苯类芳香族溶剂 另外 PSPS 的耐热性能的耐热性能 也较差 也较差 3 3 ABSABS 及其它及其它 PSPS 系列共聚物系列共聚物 由于由于 PSPS 脆性 常将其与其它物质一起接枝共聚 使其改变脆性 脆性 常将其与其它物质一起接枝共聚 使其改变脆性 增加在建筑上的应用范围 如 与丁二烯接枝共聚 得到高抗冲增加在建筑上的应用范围 如 与丁二烯接枝共聚 得到高抗冲 PS HIPS PS HIPS 与苯乙烯 丁二烯三元接枝共聚 得到了集合三者优点 与苯乙烯 丁二烯三元接枝共聚 得到了集合三者优点 于一身 却又改去原来于一身 却又改去原来 PSPS 脆性的脆性的 ABSABS 因为丁二烯使 因为丁二烯使 ABSABS 坚韧 并坚韧 并 喜庆提高了喜庆提高了 ABSABS 的表面硬度和耐化学性能 本乙烯让的表面硬度和耐化学性能 本乙烯让 ABSABS 保持良好保持良好 的刚性 表面光滑性和加工性能 这种综合材料性能使的刚性 表面光滑性和加工性能 这种综合材料性能使 ABSABS 成了一成了一 种很受欢迎的新材料 常用种很受欢迎的新材料 常用 ABSABS 制造一些需要综合性能优异的汽车制造一些需要综合性能优异的汽车 材料和有装饰要求的零件 材料和有装饰要求的零件 ABSABS 的生产方法主要有混炼法和接枝法 混炼法是先用的生产方法主要有混炼法和接枝法 混炼法是先用 1 31 3 丙丙 烯晴和烯晴和 2 32 3 苯乙烯得到丙烯晴和苯乙烯的共聚物 又以苯乙烯得到丙烯晴和苯乙烯的共聚物 又以 1 31 3 丁二烯丁二烯 加加 2 32 3 丙烯晴的比例得到丁二烯和丙烯晴的共聚物 再将两者按丙烯晴的比例得到丁二烯和丙烯晴的共聚物 再将两者按 1 31 3 2 32 3 的比例在的比例在 150 200C0150 200C0 左右的温度范围内进行混炼 得到了左右的温度范围内进行混炼 得到了 三元共混合金三元共混合金 ABSABS 塑料 接枝法是直接按照不同比例聚合 如塑料 接枝法是直接按照不同比例聚合 如 3434 A A 丙烯晴 丙烯晴 4242 B B 丁二烯 丁二烯 2424 S S 苯乙烯 苯乙烯 将聚丁二 将聚丁二 烯溶于苯乙烯和丙烯晴 而后进行本体聚合或悬浮聚合 烯溶于苯乙烯和丙烯晴 而后进行本体聚合或悬浮聚合 AB