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 200520051 1 目目 录录 第一篇第一篇 汽汽车车塑料基塑料基础础知知识识 一、汽一、汽车车塑料制品塑料制品发发展展过过程程 二、汽二、汽车车用塑料主要特点用塑料主要特点 三、我国汽三、我国汽车车塑料制品塑料制品发发展展现现状与状与趋势趋势 四、塑料在四、塑料在轿车饰轿车饰件的件的应应用用 第二篇第二篇 汽汽车车用塑料制品与材料用塑料制品与材料 一、聚氨一、聚氨酯酯泡沫塑料制品泡沫塑料制品 二、工程塑料汽二、工程塑料汽车车零部件零部件 三、塑料基复合材料汽三、塑料基复合材料汽车车制品制品 四、塑料及四、塑料及树树脂脂缩缩写代号写代号 五、塑料的五、塑料的组组成成 六、汽六、汽车车塑料制品常用聚合物塑料制品常用聚合物树树脂脂 七、汽七、汽车车塑料制品的主要助塑料制品的主要助剂剂 八、汽八、汽车车塑料制品的常用填充物和增塑料制品的常用填充物和增强强物物 九、汽九、汽车车塑料的需要的主要性能指塑料的需要的主要性能指标标 第三篇第三篇 汽汽车饰车饰件用塑料及其制品件用塑料及其制品 一、汽一、汽车饰车饰件与塑料件与塑料 二、汽二、汽车车用聚氨用聚氨酯酯泡沫塑料泡沫塑料 三、汽三、汽车软饰车软饰件与塑料件与塑料 四、反四、反应应注射模塑及制品注射模塑及制品 第四篇第四篇 汽汽车车常用塑料及常用塑料及饰饰件件 一、聚丙一、聚丙烯烯塑料汽塑料汽车车塑料件塑料件 二、聚乙二、聚乙烯烯汽汽车车塑料件塑料件 三、改性聚苯乙三、改性聚苯乙烯烯塑料塑料 四、聚四、聚氯氯乙乙烯车烯车塑料件塑料件 第第 五篇五篇 塑料塑料结结构制品材料的构制品材料的选选用原用原则则 一、塑料材料一、塑料材料选选用的注意事用的注意事项项 二、塑料材料的二、塑料材料的选选用范用范围围 三、常用零部件的三、常用零部件的选选用方法用方法实实例例 第六第六 篇篇 塑料制品的塑料制品的设计设计要求要求 一、一、设计设计的工的工艺艺性性 二、典型零部件的二、典型零部件的设计设计 第一篇第一篇 汽汽车车塑料基塑料基础础知知识识 一、汽一、汽车车塑料制品塑料制品发发展展过过程程 1可清可清洁洁性性-轻轻量性量性-减震性减震性-经济经济性性-资资源性源性 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、汽二、汽车车用塑料主要特点：用塑料主要特点： 高分子汽高分子汽车车材料有很多以往材料有很多以往传统传统材料没有的材料没有的优优点。主要表点。主要表现现在重在重 量量轻轻、有良好的外、有良好的外观观装装饰饰效果、有多种效果、有多种实际应实际应用功能、有良好的理化用功能、有良好的理化 性能、容易加工成型、性能、容易加工成型、节约节约能源，可持能源，可持续续利用等各方面。高分子汽利用等各方面。高分子汽车车材材 料的主要特点如下。料的主要特点如下。 1重量重量轻轻 高分子汽高分子汽车车材料最突出的材料最突出的优优点之一就是具有点之一就是具有轻质轻质高高强强度的特性。度的特性。 由于各种塑料的平均比重只有一般普通由于各种塑料的平均比重只有一般普通钢钢材的材的 15-20%，也比一般木，也比一般木 材材轻轻。 。这这一特点一特点对对高档大型高档大型轿车轿车尤其有突出的尤其有突出的优优点，可以减去大量的点，可以减去大量的 自重。自重。 2良好的加工性能良好的加工性能 高分子汽高分子汽车车材料具有非常好的加工性能。由于高分子汽材料具有非常好的加工性能。由于高分子汽车车材料的材料的 可塑性和与其它材料之可塑性和与其它材料之间间良好的兼容良好的兼容结结合性能，可以利用不同的材料合性能，可以利用不同的材料 组组分，借助于各种分，借助于各种现现代化的成型加工机械，通代化的成型加工机械，通过挤过挤出、注塑、出、注塑、压压延、模延、模 塑、吹塑等方法加工成具有各种不同形状、不同性能、不同塑、吹塑等方法加工成具有各种不同形状、不同性能、不同颜颜色的、不色的、不 同功能的高分子汽同功能的高分子汽车车材料，如，直接材料，如，直接挤挤成管材、型材、板材，注射成有成管材、型材、板材，注射成有 各种造型的制品、各种造型的制品、压压延加工成薄膜等，延加工成薄膜等，还还可根据需要制成各种可根据需要制成各种颜颜色、色、 有有夹层夹层、中空、放嵌件等各种、中空、放嵌件等各种产产品，品，还还可根据要求可根据要求进进行二次加工，如机行二次加工，如机 械制品械制品样样的的车车削、冲切、裁剪、削、冲切、裁剪、焊焊接、也可接、也可热热熔、冷熔、冷锯锯、复合等。、复合等。 3 优优良的良的综综合理化性能合理化性能 高分子汽高分子汽车车材料的另一个材料的另一个优优点是具有多种功能，可而被用于特殊点是具有多种功能，可而被用于特殊 的的场场合。大多数高分子材料除了具有可塑性外，合。大多数高分子材料除了具有可塑性外，还还有众多有众多优优秀的理化秀的理化 性能。塑料具有良好的性能。塑料具有良好的绝缘绝缘性能、卓越的防腐性能、卓越的防腐蚀蚀性能、耐老化性能、良性能、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、良好的粘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车内外内外 饰饰件。件。 4 优优秀的装秀的装饰饰效果效果 高分子汽高分子汽车车材料最突出的材料最突出的优优点是装点是装饰饰效果效果优优秀。它可以被一次加秀。它可以被一次加 工成具有复工成具有复杂杂造型和多种色彩的制品，有造型和多种色彩的制品，有时还时还需印刷、需印刷、贴贴膜、膜、轧轧花、复花、复 层层、着色，加工成具有非常逼真的形象、花、着色，加工成具有非常逼真的形象、花纹纹和和图图案，可以仿制天然木案，可以仿制天然木 材、金属、材、金属、动动物皮的物皮的纹纹理，理，还还可以表面可以表面烫烫金、金、贴贴膜、膜、镀银镀银、 、镶镶嵌等。嵌等。 5 节节能和能和环环保保 高分子汽高分子汽车车材料材料还还有一个有一个优优点是能点是能节约节约能源和促能源和促进环进环保。由于能保。由于能 替代大量的天然材料，就可以相替代大量的天然材料，就可以相应节约应节约大量的大量的资资源，起保源，起保护护森林和石森林和石 材材资资源的作用，不破坏更多的生源的作用，不破坏更多的生态环态环境，具有境，具有节节能的社会价能的社会价值值和和环环保保 意意义义。同。同时时，由于塑料加工成型的方便性，制造高分子汽，由于塑料加工成型的方便性，制造高分子汽车车需要的能需要的能 源源远远远远小于加工同等功能的天然材料，比如小于加工同等功能的天然材料，比如钢铁钢铁、 、动动物皮等，可物皮等，可节约节约 大量人工和能源。大多数汽大量人工和能源。大多数汽车车材料用的塑料是材料用的塑料是热热塑性塑料，其塑性塑料，其废废旧料旧料 能方便地回收，直接再制造，使高分子汽能方便地回收，直接再制造，使高分子汽车车材料走上可持材料走上可持续续加工的清加工的清 洁洁生生产产道路，有着极其道路，有着极其积积极的极的环环保意保意义义。 。 高分子汽高分子汽车车材料的特性材料的特性还还有很多，其中也有一些不如有很多，其中也有一些不如传统传统材料的材料的 地方，主要缺点表地方，主要缺点表现现在它的在它的刚刚性、耐性、耐热热性和可燃性和可燃烧烧性、耐老化性能、表性、耐老化性能、表 面耐刻划性和抗面耐刻划性和抗冻冻性等。性等。 #1、 、刚刚性差：性差： 高分子建筑材料具有很好的可塑性，但它的高分子建筑材料具有很好的可塑性，但它的刚刚性性较较差，因此不能差，因此不能 将它用于要求有将它用于要求有较较大承大承载载力的地方或作力的地方或作为为主要的受力主要的受力结结构件，否构件，否则则会会 因因刚刚度不度不够够引起失引起失稳稳等破坏；另外，它的抗等破坏；另外，它的抗变变形能力也不如天然材料形能力也不如天然材料 加工的加工的传统传统材料。材料。 #2、耐、耐热热性差：性差： 耐高温性能差是高分子汽耐高温性能差是高分子汽车车材料的另一个主要缺点。大部分材料的另一个主要缺点。大部分热热塑塑 性高分子汽性高分子汽车车材料的工作温度都在材料的工作温度都在摄摄氏氏 80 度以下，度以下，该该温度以上常会温度以上常会 发发生生热变热变形，使高分子材料不能形，使高分子材料不能维维持原来的形状和持原来的形状和结结构，性能也会构，性能也会发发 生很大生很大变变化。化。 #3、抗、抗冻冻性能差：性能差： 很多塑料具有冷脆性，主要表很多塑料具有冷脆性，主要表现现在塑料件在冬天在塑料件在冬天时时用用时时，受到冲，受到冲 击击力特力特别别容易引起冲容易引起冲击击破坏，由于破坏，由于这这一原因使很多塑料在低温一原因使很多塑料在低温环环境下境下 的的应应用受到了限制。用受到了限制。热热塑性塑料的塑性塑料的这这一缺点目前可以通一缺点目前可以通过过在原料中加在原料中加 入其它材料或添加入其它材料或添加剂进剂进行配方行配方组组合合进进行改性，行改性，让让它的低温抗冲它的低温抗冲击强击强度度 得到改善。得到改善。 #4、具有可燃、具有可燃烧烧性：性： 与与钢钢材相比，塑料的另一个缺点是具有可燃材相比，塑料的另一个缺点是具有可燃烧烧性。性。这这是近年来高是近年来高 分子汽分子汽车车材料材料应应用用过过程中最受人程中最受人们们关注的关注的问题问题之一，也是很多之一，也是很多场场合中合中 最不放心使用高分子材料的主要原因之一。塑料可分最不放心使用高分子材料的主要原因之一。塑料可分为为两两类类，一，一类类是是 不可燃不可燃烧烧的，另一的，另一类类是可燃是可燃烧烧的。但是，由于塑料具有可配方的。但是，由于塑料具有可配方组组合和合和 改性的功能，可燃改性的功能，可燃烧烧的塑料可以通的塑料可以通过过在配方中加入阻燃在配方中加入阻燃剂剂和不可燃和不可燃烧烧 的填充改性物，的填充改性物，对对其其进进行改性，使之成行改性，使之成为为阻燃或不可燃的塑料，阻燃或不可燃的塑料，让们让们 放心使用。放心使用。 #5、耐老化性能：、耐老化性能： 塑料的老化性能是塑料的老化性能是长长期以来影响高分子汽期以来影响高分子汽车车材料材料应应用用发发展的又展的又 一个原因。但是，一个原因。但是，实际实际上上应该应该比比较较客客观观地看待塑料建材的老化地看待塑料建材的老化问题问题。 。 高分子材料不高分子材料不仅仅要考要考虑虑耐耐热热老化，老化，还还要考要考虑虑耐光老化和耐耐光老化和耐经经常接触介常接触介 质质的老化。可以通的老化。可以通过过在配方中通在配方中通过过加入各种抗老化加入各种抗老化剂剂防止老化。防止老化。 高分子建筑材料具有相当多的高分子建筑材料具有相当多的优优点，但由于上述缺点，点，但由于上述缺点，较较多的仍多的仍 然是以汽然是以汽车车内装内装饰饰用材和用材和车厢车厢内功能性汽内功能性汽车车制品制品应应用用为为主。随着科学主。随着科学 技技术术的的发发展，越来越多的高分子新材料不断研究成功，展，越来越多的高分子新材料不断研究成功，许许多高分子材多高分子材 料已料已经经正在克服正在克服这这些缺点，些缺点，这这将使汽将使汽车车高分子材料的高分子材料的应应用用领领域和范域和范围围 得到更大的得到更大的发发展。展。 三、我国汽三、我国汽车车塑料制品塑料制品发发展展现现状与状与趋势趋势 汽汽车车塑料制品，按其使用部位可分塑料制品，按其使用部位可分为为内内饰饰件、外装件、机能件、外装件、机能结结构件构件 等。等。 近年来我国大力开展汽近年来我国大力开展汽车软饰车软饰化工作，汽化工作，汽车车上塑料用量明上塑料用量明显显增加。增加。 表表 1-1 我国不同我国不同车车型塑料用量型塑料用量 分分类类塑料用量（塑料用量（Kg/辆辆） ）塑料占全塑料占全车车材料的百分比材料的百分比 （）（） 轿车轿车 34.65 2 t 载货载货汽汽车车27.71.54 4 t 载货载货汽汽车车22.50.4 10 t 载货载货汽汽 车车 25.80.32 表表 1-2 我国汽我国汽车车中塑料件在各使用部位所占的百分比中塑料件在各使用部位所占的百分比 单单位：位： 车车型型内内饰饰件件外装件外装件机能机能结结构件构件 天津天津 TJ133 52.31.546.2 南京南京 NJ131 57.68.234.2 轿车轿车 431922 国外小国外小轿轿 车车 40.934.524.6 四、塑料在四、塑料在轿车饰轿车饰件的件的应应用用 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 轿车软饰轿车软饰件主要是指件主要是指轿车车轿车车身内外各种身内外各种质质地柔地柔软坚韧软坚韧的装的装饰饰部件，部件， 其中以内其中以内饰饰件件为为主。主。轿车轿车中典型的塑料中典型的塑料软饰软饰件件见见表表 1-3。 。 表表 1-3 轿车轿车中典型的塑料中典型的塑料软饰软饰件件 内内饰饰件名称件名称塑料名称塑料名称 座椅座椅缓缓冲冲垫垫、 、头头枕枕聚氨聚氨酯酯泡沫塑料泡沫塑料 扶手、扶手、仪仪表板表板缓缓冲冲垫垫聚氨聚氨酯酯泡沫塑料、聚泡沫塑料、聚氯氯乙稀乙稀 仪仪表盖板、前支柱装表盖板、前支柱装饰饰条、控条、控 制箱体制箱体 丙丙烯腈烯腈丁二丁二烯烯苯乙苯乙烯烯共聚物共聚物 （ （ABS） ） 仪仪表板芯材表板芯材玻璃玻璃钢纤维钢纤维增增强强丙丙烯腈烯腈苯乙苯乙烯烯共共 聚物聚物 仪仪表板托架、表板托架、车门车门前前饰饰板芯材、板芯材、 制制动动杆手柄、中后支柱装杆手柄、中后支柱装饰饰条条 聚丙聚丙烯烯 转转向向盘盘聚丙聚丙烯烯、聚氨、聚氨酯酯 车门车门内内饰饰板表皮、板表皮、车顶车顶棚内棚内衬衬 表皮表皮 聚聚氯氯乙稀乙稀 车门车门内内饰饰板隔离板隔离层层、 、车顶车顶棚内棚内 衬衬隔离隔离层层 聚氨聚氨酯酯、聚苯乙、聚苯乙烯烯 车顶车顶棚内棚内衬衬托架托架聚丙聚丙烯烯、聚苯乙、聚苯乙烯烯 用于制造用于制造轿车软饰轿车软饰件的塑料，主要有聚氨件的塑料，主要有聚氨酯酯泡沫塑料、聚泡沫塑料、聚氯氯乙乙烯烯、 、 聚苯乙聚苯乙烯烯、聚丙、聚丙烯烯、 、ABS、聚苯、聚苯醚醚和玻璃和玻璃纤维纤维增增强强丙丙烯腈烯腈苯乙苯乙烯烯共共 聚物等，其中以聚氨聚物等，其中以聚氨酯酯泡沫塑料最泡沫塑料最为为重要。重要。 目前，目前，许许多通用塑料、工程塑料及其增多通用塑料、工程塑料及其增强强塑料，都能在不同程度上塑料，都能在不同程度上 替代替代钢钢、 、铜铜、不、不锈钢锈钢、 、铝铝合金等材料，用作合金等材料，用作轿车结轿车结构件或内外装件。其构件或内外装件。其 中，又以聚丙中，又以聚丙烯烯、聚、聚氯氯乙稀、聚乙乙稀、聚乙烯烯、 、ABS 等最常用。表等最常用。表 1-4 列列举举了用了用 作作轿车结轿车结构件或内外装件的塑料品种及其构件或内外装件的塑料品种及其应应用用实实例。例。 表表 1-4 用作用作轿车结轿车结构件和内外装件的塑料品种及其构件和内外装件的塑料品种及其应应用用实实例例 结结构件和内外装件名称构件和内外装件名称塑料名称塑料名称 取暖及通取暖及通风风系系统统、 、车厢车厢、 、发动发动机机机机舱舱、 、 车车身、灯壳、工具箱、身、灯壳、工具箱、电线电线接接线线柱、接柱、接 线线盒盖、消音器等盒盖、消音器等 聚丙聚丙烯烯、玻、玻纤纤增增强强聚丙聚丙烯烯、无、无 机填料增机填料增强强聚丙聚丙烯烯、 、电镀级电镀级聚聚 丙丙烯烯 仪仪表板罩、汽表板罩、汽车顶车顶盖内盖内衬衬、后盖板表、后盖板表 皮、皮、备备胎罩、胎罩、转转向向盘盘、保、保险险杠套、杠套、电线电线 包覆包覆层层等等 聚聚氯氯乙乙烯烯、 、氯氯化聚化聚氯氯乙稀、玻乙稀、玻 纤纤增增强强聚聚氯氯乙稀、乙稀、热热固性低固性低发发 泡聚泡聚氯氯乙稀乙稀 挡挡泥板、泥板、顶顶棚和棚和门门的减振材料、行李的减振材料、行李 箱箱垫垫、空气、空气导导管、汽油箱等管、汽油箱等 低密度聚乙低密度聚乙烯烯、高密度聚乙、高密度聚乙烯烯、 、 超高分子量聚乙超高分子量聚乙烯烯 后后挡挡泥板、泥板、仪仪表板、收音机罩、空气表板、收音机罩、空气高抗冲高抗冲 ABS、超高抗冲、超高抗冲 ABS、 、 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 排气管、排气管、转转向向盘盘喇叭罩、格喇叭罩、格栅栅、后、后护护 板、上通板、上通风风盖板、盖板、车轮车轮罩、百叶窗、支罩、百叶窗、支 架、架、镜镜框等框等 高高刚刚性性 ABS、 、电镀电镀 ABS、透明、透明 ABS、 、氯氯化共混化共混 ABS 灯具、灯具、仪仪表表标标牌、遮阳板、窗玻璃、保牌、遮阳板、窗玻璃、保 险险杠等杠等 聚碳酸聚碳酸酯酯、玻、玻纤纤增增强强聚碳酸聚碳酸酯酯 保保险险杠、散杠、散热热器格器格栅栅、 、扰扰流板、翼子流板、翼子 板等板等 反反应应型注射成型聚氨型注射成型聚氨酯酯（ （RIM） ） 第二篇第二篇 汽汽车车用塑料制品与材料用塑料制品与材料 一、聚氨一、聚氨酯酯泡沫塑料制品泡沫塑料制品 聚氨聚氨酯酯泡沫塑料广泛泡沫塑料广泛应应用于汽用于汽车车内内饰饰和吸收振和吸收振动动的零部件上。其的零部件上。其 主要制品有：主要制品有：仪仪表板、后表板、后视镜视镜框、保框、保险险杠、座椅杠、座椅软垫软垫、 、头头枕、枕、转转向向盘盘、控、控 制箱、制箱、仪仪表板防振表板防振垫垫、前后支柱装、前后支柱装饰饰、中、中间间支柱装支柱装饰饰、前、前顶衬顶衬里、窗框里、窗框 架、架、顶顶棚与棚与侧顶侧顶架装架装饰饰、 、门衬门衬板、遮阳板、后板、遮阳板、后顶顶架装架装饰饰等。等。 二、工程塑料汽二、工程塑料汽车车零部件零部件 工程塑料制造的汽工程塑料制造的汽车车机能件机能件较较多，其中常多，其中常见见的零部件有：散的零部件有：散热热器格器格 栅栅（其材料有（其材料有 ABS、 、20玻璃玻璃纤维纤维增增强强聚丙聚丙烯烯）、空气）、空气滤滤清器壳（聚丙清器壳（聚丙 烯烯）、行里箱盖（聚丙）、行里箱盖（聚丙烯烯）、）、仪仪表板（聚丙表板（聚丙烯烯）、曲）、曲轴轴箱盖（尼箱盖（尼龙龙 6）、正）、正时时 齿轮链齿轮链盒（聚丙盒（聚丙烯烯）、正）、正时齿轮时齿轮（ （30玻璃玻璃纤维纤维增增强强聚甲聚甲醛醛）、）、挡挡泥板泥板 （尼（尼龙龙 RRIM）等。）等。 三、塑料基复合材料汽三、塑料基复合材料汽车车制品制品 塑料复合材料如塑料复合材料如 SMC、 、DX（聚甲（聚甲醛醛复合材料）开始用于制造汽复合材料）开始用于制造汽车车 结结构件，构件，对对减少汽减少汽车车自重起了重要作用。如自重起了重要作用。如 SMC 材料模材料模压压成型制造成型制造 汽汽车门车门板，聚甲板，聚甲醛醛复合材料制造复合材料制造传传向向节节主主销衬销衬套。套。 四、塑料及四、塑料及树树脂脂缩缩写代号写代号 表表 2-1 根据根据 GB184480 标标准，列出常用塑料及准，列出常用塑料及树树脂的脂的缩缩写代号。写代号。 缩缩写代写代 号号 塑料和塑料和树树脂全称脂全称 PUR聚氨聚氨酯酯 Polyurethane PP聚丙聚丙烯烯 Polypropylene PE聚乙聚乙烯烯 Polyethylene PS聚苯乙聚苯乙烯烯 Polystyrene PVC聚聚氯氯乙乙烯烯 Poly(vinyl acetate) PC聚碳酸聚碳酸酯酯 Polycarbonate ABS丙丙烯腈烯腈丁二丁二烯烯苯乙苯乙烯烯共聚物共聚物 Acrylonitrile-butadiene- styrene copolymer PAN聚丙聚丙烯腈烯腈 Polyacrylonitrile PMMA聚甲基丙聚甲基丙烯烯酸甲酸甲酯酯 Poly(methyl methacrylate) PBT聚聚对对苯二甲酸丁二醇苯二甲酸丁二醇酯酯 Poly（ （butylene terephthalate） ） PET聚聚对对苯二甲酸乙二醇苯二甲酸乙二醇酯酯 Poly（ （ethylene terephthalate） ） EP环环氧氧树树脂脂 Epoxide resin PF酚酚醛树醛树脂脂 Phenol-formaldehyde resin UF脲醛树脲醛树脂脂 Ultra-formaldehyde resine UP不不饱饱和和树树脂脂 Unsaturated polyester PA聚聚酰酰胺胺 Polyamide PI聚聚酰亚酰亚胺胺 Polyimide POM聚甲聚甲醛醛 Polyformaldehyde (Polyoxymethylene) PPO聚苯聚苯醚醚 Poly(phenylene oxide) PSU聚聚砜砜 Polysulfone RP增增强强塑料塑料 Reinforced plastics GRP玻璃玻璃纤维纤维增增强强塑料塑料 Glass fibre reinforced plastics 五、塑料的五、塑料的组组成成 1 树树脂脂 树树脂是塑料中最重要的脂是塑料中最重要的组组分，分，约约占塑料全部占塑料全部组组分的分的 40100。 按按树树脂的受脂的受热热行行为为，塑料可分，塑料可分为热为热塑性塑料和塑性塑料和热热固性塑料两固性塑料两类类。 。 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 热热塑性塑料塑性塑料 其分子其分子结结构是构是链链状的状的线线型型结结构。它的工构。它的工艺艺性能特点是受性能特点是受热时软热时软化化 或熔化，具有可塑性，可塑制成一定形状的制品；可反复再塑，而其基或熔化，具有可塑性，可塑制成一定形状的制品；可反复再塑，而其基 本性能不本性能不变变。 。 这类这类塑料的塑料的优优点和缺点。点和缺点。 属于属于这类这类塑料的有聚乙塑料的有聚乙烯烯、聚丙、聚丙烯烯、聚、聚氯氯乙稀、聚苯乙乙稀、聚苯乙烯烯、 、ABS、 、 有机玻璃、聚甲有机玻璃、聚甲醛醛、聚、聚酰酰胺、聚碳酸胺、聚碳酸酯酯、聚苯、聚苯醚醚、聚、聚砜砜、聚芳、聚芳砜砜、聚、聚酰亚酰亚 胺、聚苯硫胺、聚苯硫醚醚、聚苯并咪、聚苯并咪唑唑、聚、聚对对苯二甲酸乙二醇苯二甲酸乙二醇酯酯（ （PET）等。）等。 1.2 热热固性塑料固性塑料 热热固性塑料是一固性塑料是一类类以以缩缩聚聚树树脂脂为为基基础础，加入适当的添加，加入适当的添加剂剂固化而固化而 成。成。这这种塑料一旦固化成型即使加种塑料一旦固化成型即使加热热至分解温度也不会至分解温度也不会软软化，同化，同时时也也 不溶解在溶不溶解在溶剂剂中，属于中，属于这类这类塑料有酚塑料有酚醛醛、 、环环氧、聚氧、聚酯酯、氨基、聚二苯、氨基、聚二苯醚醚、 、 不不饱饱和聚和聚酯酯以及有机硅等。以及有机硅等。 六、汽六、汽车车塑料制品常用聚合物塑料制品常用聚合物树树脂脂 汽汽车车塑料制品的种塑料制品的种类类很多，但大多数制品都由几部分基本原材料很多，但大多数制品都由几部分基本原材料 组组成：合成成：合成树树脂、添加脂、添加剂剂（ （稳稳定定剂剂、增塑、增塑剂剂、防老、防老剂剂、阻燃、阻燃剂剂、防腐、防腐剂剂等）等） 、填充料、着色、填充料、着色剂剂。 。 下面下面对对建筑塑料制品种常用的原料作建筑塑料制品种常用的原料作简单简单介介绍绍。 。 高分子建筑材料的主要成分就是合成高分子建筑材料的主要成分就是合成树树脂，合成脂，合成树树脂按照聚合的方法脂按照聚合的方法 有加聚有加聚树树脂和脂和缩缩聚聚树树脂两脂两类类，而按照受，而按照受热热行行为为又可分又可分为热为热塑性塑料和塑性塑料和 热热固性塑料两固性塑料两类类。 。 汽汽车车塑料制品的常用原材料中，根据不同用途和性能要求，塑料制品的常用原材料中，根据不同用途和性能要求，热热塑塑 性塑料和性塑料和热热固性塑料都有固性塑料都有应应用。考用。考虑环虑环保、加工性能和可持保、加工性能和可持续续加工因加工因 素，素，热热塑性塑料的塑性塑料的应应用比例用比例远远远远高于高于热热固性塑料。在固性塑料。在热热塑性塑料中根塑性塑料中根 据不同据不同场场合需要，通用塑料和工程塑料都有合需要，通用塑料和工程塑料都有应应用，但从用，但从经济经济性和加工性和加工 性考性考虑虑， ，应应用用较较多的多的还还是通用是通用热热塑性塑料。常用于作塑性塑料。常用于作为为建筑塑料制品建筑塑料制品 常用原材料的塑料常用原材料的塑料树树脂有脂有 PVC、 、PE、 、PP、 、ABS、 、PS、酚、酚醛醛、 、环环氧氧树树脂、脂、 聚氨聚氨酯酯、不、不饱饱和聚和聚酯酯等。等。 （一）、（一）、PVC（聚（聚氯氯乙乙烯烯）：）： 1 PVC 的种的种类类与与应应用用领领域域 PVC 是高分子建筑材料中是高分子建筑材料中应应用最多的用最多的树树脂。脂。 PVC 树树脂按照聚合方脂按照聚合方 法可分成法可分成悬悬浮浮树树脂和糊状脂和糊状树树脂，脂，悬悬浮浮树树脂是粉状物，按照分子量大小脂是粉状物，按照分子量大小 可分种型号，其分子量范可分种型号，其分子量范围围、性能和用途如表所示、性能和用途如表所示,参考参考标标准准 HG2-775-74。表中的黏度表示。表中的黏度表示为为 1%树树脂在脂在 1， ，2 二二氯氯甲甲烷烷中的溶液中的溶液 绝对绝对黏度黏度值值. 表表 22 悬悬浮法浮法树树脂的分子量范脂的分子量范围围和用途和用途 疏松疏松紧紧密密 平均分子量平均分子量 /万万 粘度粘度 /Pa.s10-2 汽汽车应车应用用外包装外包装 包扎包扎标标 记记 S-1XJ- 1 8 75-9.562.00-2.10绝缘线绝缘线材材蓝蓝色色 XS- 2 XJ- 2 8-8.751.90-2.00白色白色 XS- 3 XJ- 3 7.2-81.80-1.90表皮材料等表皮材料等黄色黄色 XS- 4 XJ- 4 6.35-7.21.70-1.80内内饰饰材料材料绿绿色色 XS- 5 XJ- 5 5.51-6.351.60-1.70镜镜框、信号盖框、信号盖 等等 红红色色 XS- 6 XJ- 6 4.7-5.511.50-1.60过氯过氯乙乙烯烯底涂底涂黑色黑色 PVC 糊状糊状树树脂是在加入了大量的增塑脂是在加入了大量的增塑剂剂后，用于涂布法加工后，用于涂布法加工软软 质质 PVC 表皮、革表皮、革类类面料面料产产品、品、PVC 软质软质地板等，一般在糊状地板等，一般在糊状 PVC 树树 脂中的增塑脂中的增塑剂剂加量，可达到加量，可达到树树脂含量的脂含量的 80-100%。 。 在汽在汽车车塑料制品种最常用的塑料原材料当属聚塑料制品种最常用的塑料原材料当属聚氯氯乙乙烯烯，用，用 PVC 塑料制造的汽塑料制造的汽车车塑料制品随塑料制品随处处可可见见， ，PVC 塑料方向塑料方向盘盘、 、PVC 塑料塑料衬衬 板、板、PVC 塑料汽塑料汽车铺车铺地材料。地材料。这这不不仅仅是因是因为为 PVC 树树脂价格脂价格经济经济，而，而 且加工性能和且加工性能和综综合力学性能都比合力学性能都比较较好。好。 2 PVC 的性能特点的性能特点 将将 PVC 树树脂用于汽脂用于汽车车材料中的最可材料中的最可贵贵特点是具有自熄性，特点是具有自熄性，这这是是 因因为为 PVC 材料的分子中含有材料的分子中含有 56.8氯氯原子，遇明火能原子，遇明火能够够自熄。材料自熄。材料 自熄是指原本燃自熄是指原本燃烧烧的材料在离开火源就会自的材料在离开火源就会自动动熄熄灭灭，衡量某种材料是，衡量某种材料是 否会燃否会燃烧烧可用氧指数可用氧指数值值作判断。当材料的氧指数达到作判断。当材料的氧指数达到 30 以上，才可以上，才可 将将这这种材料称种材料称为为具有自熄性。也就是具有自熄性。也就是说说， ，这这种材料只有当所种材料只有当所处处空气空气环环 境中的含氧量达到境中的含氧量达到 30%时时才会燃才会燃烧烧，低于此，低于此值则值则不会燃不会燃烧烧，那么，那么这这种种 材料一般使用情况下的燃材料一般使用情况下的燃烧烧性能是安全的。性能是安全的。 自熄性自熄性对对于建筑材料是于建筑材料是 极极为为重要，可以避免重要，可以避免许许多意想不到的灾害。多意想不到的灾害。 不管哪一不管哪一类类的的 PVC 树树脂在加工脂在加工时时都必都必须须加上加上稳稳定定剂剂，否，否则则， ， PVC 受到光和受到光和热热很容易分解。一般配方中除了很容易分解。一般配方中除了稳稳定定剂剂之外，之外，还还要加入要加入 润润滑滑剂剂、防老化、防老化剂剂、并根据不同的、并根据不同的树树脂型号和脂型号和产产品需要，加入增塑品需要，加入增塑剂剂 和各种增和各种增强强填充填充剂剂。假如增。假如增强强填充填充剂剂，既是，既是为为了降低成本，也更了降低成本，也更为为了了 改善某一个具体的性能，比如耐改善某一个具体的性能，比如耐热热性、抗冲性、抗冲击击性、性、强强度、耐介度、耐介质质性能等。性能等。 要区要区别别 PVC 材料属于硬材料属于硬质质或或软质软质，主要是由加工，主要是由加工时时所加入的增所加入的增 塑塑剂剂的量决定。一般情况下，加入的增塑的量决定。一般情况下，加入的增塑剂剂量大于量大于树树脂量的脂量的 30%时时， ， 称称为软质为软质 PVC 材料，含材料，含较较多增塑多增塑剂剂的的 PVC 材料要成材料要成为为自喜自喜获获阻燃阻燃 产产品品还还需加入特定的阻燃成分，否需加入特定的阻燃成分，否则则不再自熄；而硬不再自熄；而硬质质 PVC 材料的材料的 增塑增塑剂剂加入量小于加入量小于树树脂的脂的 10%，或者完全不加增塑，或者完全不加增塑剂剂，其阻燃性能不，其阻燃性能不 受到大的影响。汽受到大的影响。汽车车高分子材料中的高分子材料中的 PVC 类产类产品中硬品中硬质质、 、软质软质都有，都有， 除了除了树树脂性号外靠增塑脂性号外靠增塑剂调节剂调节，但都可以保持材料的自熄性能。硬，但都可以保持材料的自熄性能。硬质质 PVC 材料除了自熄以外，抗老化性能和材料除了自熄以外，抗老化性能和综综合力学性能也合力学性能也较较好，但它的好，但它的 抗冲抗冲击击性能，尤其是低温抗冲性能，尤其是低温抗冲击击性能往往性能往往还还不能不能满满足足应应用要求，采取用要求，采取 的措施是在配方中加入抗冲改性的措施是在配方中加入抗冲改性剂剂。 。软质软质制品无抗冲制品无抗冲击击要求。要求。 常用的常用的 PVC 材料抗冲改性材料抗冲改性剂剂有有 ACR（丙（丙烯烯酸酸酯酯共聚物）、共聚物）、 CPE（ （氯氯化聚乙化聚乙烯烯）、）、EVA (乙乙烯烯-醋酸乙醋酸乙烯烯共聚物共聚物) 、部分无机填充物、部分无机填充物 等，改性的作用是等，改性的作用是让让材料增加抗冲材料增加抗冲击韧击韧性。性。 3其它相关共聚物：其它相关共聚物： 氯氯乙乙烯烯除了聚合成除了聚合成 PVC， ，还还可以和其它不可以和其它不饱饱和和单单体共聚，形成体共聚，形成氯氯 乙乙烯类烯类其它共聚物，如下面表其它共聚物，如下面表 2-2 所示。所示。 表表 2-3 氯氯乙乙烯类烯类其它共聚物其它共聚物 单单体体 1 名称名称 单单体体 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 氯氯乙乙烯烯醋酸乙醋酸乙烯烯氯氯醋共聚物醋共聚物改善加工性改善加工性 能能 地板、涂地板、涂层层 氯氯乙乙烯烯偏二偏二氯氯乙乙烯烯氯氯偏共聚物偏共聚物改善改善韧韧性性墙墙面涂料面涂料 氯氯乙乙烯烯氯氯化改性化改性过氯过氯乙乙烯烯耐老化性好耐老化性好地面涂料地面涂料 （二）、（二）、PE（聚乙（聚乙烯烯） ） 1 PE 的种的种类类与与应应用用领领域域 PE 材料的种材料的种类类很多，不同的很多，不同的 PE 有不同的力学性能和加工性能，根据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，相不同的用途和性能要求，相应应的用不同的的用不同的 PE 制成不同的制成不同的产产品。品。PE 的的 力学性能与其密度有很大关系，密度越高，力学性能越好。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 PE 原材料和在建筑中适用的原材料和在建筑中适用的产产品如表品如表 2-3 所示。所示。 表表 2- 4 PE 原材料特性和适用原材料特性和适用产产品品 名称名称缩缩写写密度或分子量密度或分子量性能性能汽汽车车用用 高密度聚乙高密度聚乙烯烯HDP E 0.941-0.965,力学性能力学性能较较 好好 膜膜 低密度聚乙低密度聚乙烯烯LDP E 0.910-0.940力学性能力学性能较较 差差 线线性低密度聚性低密度聚 乙乙烯烯 LLD PE 0.910-0.940线线性性结结构构 超高分子量聚超高分子量聚 乙乙烯烯 UH MW PE 分子量大于分子量大于 150 万万 特特别别耐磨，耐磨， 力学性能特力学性能特 别别好好 耐磨耐磨衬衬材材 市售商品市售商品 PE 以以 MI（熔融指数）（熔融指数）进进行分行分级级， ，MI 值值在在 0.3-20 范范围围 内，分子量越大，密度越高，内，分子量越大，密度越高，MI 值值越小。越小。 MI 代表意代表意义为义为：加工温度：加工温度 190C0、 、 载载荷荷 2160g、 、10 秒内、从直径秒内、从直径 2.1mm、 、长长 8mm 的毛的毛细细管中管中 挤挤出的克数。出的克数。 2 PE 的性能特点的性能特点 PE 的最大的最大优优点是点是对对人体无害和耐溶人体无害和耐溶剂剂性能特性能特别优别优秀，常温下几秀，常温下几 乎没有可溶解的溶乎没有可溶解的溶剂剂，只有某些，只有某些烃类烃类物物质质能使它溶能使它溶胀胀甚至溶解，比如，甚至溶解，比如， 四四氯氯化碳。化碳。PE 的耐介的耐介质质腐腐蚀蚀的能力也特的能力也特别强别强，可耐大多数酸性和碱，可耐大多数酸性和碱 性物性物质质，只有，只有浓浓硫酸和硫酸和浓浓硝酸方能硝酸方能够够慢慢地侵慢慢地侵蚀蚀它。因此，它。因此，PE 可被用可被用 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，由于耐腐蚀蚀性好，性好， 还还特特别别适用于制造成适用于制造成输输送送饮饮用水的管道和医用、用水的管道和医用、药药用用输输液管。液管。 超高分子量聚乙超高分子量聚乙烯烯材料是近年来材料是近年来发发展的新材料，由于它的分子量展的新材料，由于它的分子量 特特别别大，理化性能具有很多超出大，理化性能具有很多超出寻寻常常 PE 材料的材料的优优点，被誉点，被誉为现为现代奇代奇 异新塑料。尤其是他的耐磨性能非常好，甚至可以异新塑料。尤其是他的耐磨性能非常好，甚至可以为为普通普通钢钢材的材的 8-9 倍，倍，这这种材料非常适合用于很多易磨种材料非常适合用于很多易磨损损材料。但是由于超高分子量聚材料。但是由于超高分子量聚 乙乙烯烯材料的分子量相当大，材料的分子量相当大，长长期以来，它的加工成型是一个期以来，它的加工成型是一个问题问题。通。通 过过配方改性或配方改性或对挤对挤出加工出加工设备进设备进行特殊的改造，目前已行特殊的改造，目前已经经能能连续挤连续挤出出 加工成型。加工成型。 PE 作作为为汽汽车车材料材料应应用，其最大的缺点是容易燃用，其最大的缺点是容易燃烧烧，因此，用，因此，用 PE 一定要采用比一定要采用比较较保保险险的阻燃措施，最的阻燃措施，最简单简单、常用的方法是加入合适的、常用的方法是加入合适的 而且有足而且有足够够量的阻燃量的阻燃剂剂，用来改善，用来改善 PE 的燃的燃烧烧性能。性能。 3 PE 和其它化合物的共聚物和其它化合物的共聚物 PE 和其它物和其它物质质形成的共聚物如表形成的共聚物如表 2-5 所示。所示。 表表 2-5 PE 和其它物和其它物质质形成的共聚物形成的共聚物 单单体体 1 单单体体 2 共聚物共聚物 名称名称 性能特点性能特点建筑建筑应应用用 PE醋酸乙醋酸乙烯烯EVA弹弹性随性随 VA 量量 增加增加 抗冲改性抗冲改性剂剂 PE氯氯气气CPE燃燃烧烧性能随性能随氯氯 改善改善 抗冲改性抗冲改性剂剂 PE氯氯气、二气、二氯氯 化硫化硫 氯氯磺化磺化 PE 弹弹性体性体抗冲改性抗冲改性剂剂 (三三) 、 、PS (聚苯乙聚苯乙烯烯) 1 PS 的种的种类类与与应应用用领领域域 聚苯乙聚苯乙烯树烯树脂的加工方法有脂的加工方法有悬悬浮聚合和本体聚合两浮聚合和本体聚合两类类，本体聚合，本体聚合 法的聚苯乙法的聚苯乙烯烯是由苯乙是由苯乙烯单烯单体聚合而成的体聚合而成的.本体聚合只需要加本体聚合只需要加热热及加及加 引引发剂发剂，就可以得到，就可以得到纯纯度度较较高的高的连续连续聚合聚合产产品，但品，但对对聚合反聚合反应应控制控制难难 度度较较高。高。悬悬浮聚合要以水作浮聚合要以水作为为分散分散剂剂，聚合得到，聚合得到 PS 颗颗粒。粒。PS 常用于常用于 加工建筑中加工建筑中应应用用较较多的多的发发泡泡 PS 材料。加工泡沫塑料的方法是将材料。加工泡沫塑料的方法是将 PS 和低沸点的有机液状物（例如丁和低沸点的有机液状物（例如丁烷烷）加）加热热至一定温度，然后在至一定温度，然后在较较高高压压力力 下使液体渗入到下使液体渗入到 PS 的内部，当冷却的内部，当冷却时时， ，该该低沸点的液体就被固定在低沸点的液体就被固定在 PS 粒子的内部，一旦粒子的内部，一旦这这些粒子再次遇到蒸汽加些粒子再次遇到蒸汽加热时热时， ，PS 粒子就会粒子就会软软 化、粘化、粘连连，但使其同低沸点物同，但使其同低沸点物同时发时发生气化，就膨生气化，就膨胀胀成多个有隔离成多个有隔离层层 的小气孔，即形成的小气孔，即形成 PS 泡沫塑料。泡沫塑料。 2 PS 的性能特点的性能特点 用用单纯单纯的的 PS 加工材料加工材料时时，其外，其外观观特点是无色透明，透光率可达特点是无色透明，透光率可达 到到 90% 或更高，性能特点是或更高，性能特点是刚刚性性较较好。用好。用 PS 材料加工出来的材料加工出来的产产品品 虽虽然平整而挺括，但它的脆性然平整而挺括，但它的脆性较较大，不能承受冲大，不能承受冲击击力。力。PS 用于汽用于汽车车中中 的另一个缺点是容易燃的另一个缺点是容易燃烧烧，而且由于含苯，它在燃，而且由于含苯，它在燃烧时发烧时发出出较较大的黑大的黑 烟和黄色明火，烟和黄色明火，还还会散会散发发出苯出苯类类物物质质特有的、有害、特有的、有害、难闻难闻气体。气体。PS 能能 溶于苯、甲苯、乙苯等苯溶于苯、甲苯、乙苯等苯类类芳香族溶芳香族溶剂剂，另外，另外，PS 的耐的耐热热性能也性能也较较差。差。 3 ABS 及其它及其它 PS 系列共聚物系列共聚物 由于由于 PS 脆性，常将其与其它物脆性，常将其与其它物质质一起接枝共聚，使其改一起接枝共聚，使其改变变脆性，脆性， 增加在建筑上的增加在建筑上的应应用范用范围围。如，与丁二。如，与丁二烯烯接枝共聚，得到高抗冲接枝共聚，得到高抗冲 PS(HIPS)；与苯乙；与苯乙烯烯、丁二、丁二烯烯三元接枝共聚，得到了集合三者三元接枝共聚，得到了集合三者优优点于点于 一身，却又改去原来一身，却又改去原来 PS 脆性的脆性的 ABS，因，因为为丁二丁二烯烯使使 ABS 坚韧坚韧；并喜；并喜 庆庆提高了提高了 ABS 的表面硬度和耐化学性能；本乙的表面硬度和耐化学性能；本乙烯让烯让 ABS 保持良好的保持良好的 刚刚性、表面光滑性和加工性能。性、表面光滑性和加工性能。这这种种综综合材料性能使合材料性能使 ABS 成了一种成了一种 很受很受欢欢迎的新材料。常用迎的新材料。常用 ABS 制造一些需要制造一些需要综综合性能合性能优优异的汽异的汽车车材材 料和有装料和有装饰饰要求的零件。要求的零件。 ABS 的生的生产产方法主要有混方法主要有混炼炼法和接枝法，混法和接枝法，混炼炼法是先用法是先用 1/3 丙丙烯烯 晴和晴和 2/3 苯乙苯乙烯烯得到丙得到丙烯烯晴和苯乙晴和苯乙烯烯的共聚物；又以的共聚物；又以 1/3 丁二丁二烯烯加加 2/3 丙丙烯烯晴的比例得到丁二晴的比例得到丁二烯烯和丙和丙烯烯晴的共聚物；再将两者按晴的共聚物；再将两者按 1/3： ：2/3 的的 比例在比例在 150-200C0 左右的温度范左右的温度范围围内内进进行混行混炼炼，得到了三元共混合，得到了三元共混合 金金 ABS 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 34（ （A，丙，丙烯烯晴）：晴）： 42（ （B，丁二，丁二烯烯）：）：24（ （S，苯乙，苯乙烯烯），将聚丁二），将聚丁二烯烯溶于苯乙溶于苯乙烯烯和丙和丙烯烯晴，而晴，而 后后进进行本体聚合或行本体聚合或悬悬浮聚合。浮聚合。ABS 的具体性能和三种的具体性能和三种组组分的比例有分的比例有 很大关系，可根据其具体很大关系，可根据其具体应应用功能需要决定，商品用功能需要决定，商品 ABS 已根据其不已根据其不 同同组组合比例有合比例有对应对应具有不同牌号和各种性能特点的具有不同牌号和各种性能特点的产产品。品。 PS 还还通通过过其它不同的接枝共聚和改性，得到很多固定搭配的其它不同的接枝共聚和改性，得到很多固定搭配的 PS 家族的合金塑料品种，如家族的合金塑料品种，如 MBS、 、SBS、 、AS、 、SMA 等。等。这这些材料分些材料分别别可可 应应用于多种用于多种场场合，既可作合，既可作为为主要原料，也可作主要原料，也可作为为常用塑料的改性常用塑料的改性剂剂， ， 或者和其它塑料共混，重新或者和其它塑料共混，重新组组成另一种新的塑料合金材料。成另一种新的塑料合金材料。SMA 是是 汽汽车车上的重要上的重要仪仪表板骨架材料，表板骨架材料，MBS、 、SBS、 、AS 都是重要的都是重要的树树脂改性脂改性 增增韧韧改性材料。改性材料。 （四）、（四）、PP(聚丙聚丙烯烯) 1 PP 的种的种类类和和应应用用领领域域 有均聚法生有均聚法生产产的和共聚法生的和共聚法生产产的两的两类树类树脂。均聚生脂。均聚生产产的的 PP 是由是由 单单一的丙一的丙烯单烯单体聚合而成，而共聚体聚合而成，而共聚 PP 是由丙是由丙烯烯和乙和乙烯烯两两类单类单体共同体共同 聚合而成的。商品聚合而成的。商品