高分子材料在汽车方面的应用

一汽车轻量化,二聚烯烃弹性体(POE、TPO)的应用（陶氏）,三可再生资源材料的应用（杜邦）,四泰科纳塑料在汽车工业上的应用,2011中国汽车用塑料及绿色发展高峰论坛,一汽车轻量化,动力系统和底盘,内饰,外饰,电子设备,安全,环境,涂料,特性聚合物,聚氨酯,催化剂,特性化学品,巴斯夫应用于汽车行业的产品,巴斯夫致力于汽车轻量化解决方案,低密度的轻质高性能材料,精益化结构设计,紧凑化的集成设计，减小部件体积,汽车轻量化的技术路线,0,2,4,6,8,10,密度ing/cm3,钢铝镁聚酰胺(PA6,30%,glassfiber),7.8,2.72.01.36,减重预估以塑料代替钢，制品重量降低潜力达50%以上以塑料代替铝，制品重量降低40%已经考虑为补偿材料刚性降低而采取的设计措施典型塑料件壁厚设计：,2.5mm3.0mm,低密度工程塑料所带来的减重效应,座椅泡沫,顶棚,仪表板背泡,方向盘,地毯底层,35g/l,22g/l,50g/l,320g/l,110g/l,40g/l,30g/l,60g/l,400g/l,150g/l,BASF,对比材料,减轻重量，但是决不牺牲性能!,巴斯夫低密度聚氨酯泡沫产品,Fillingsimulation,Fiberorientation,StresssimulationmaterialmodelUltrasim,Performanceevaluationbyfailurecriteria,PartDesign,DesignSpace,TopologicalOptimizationUltrasim,巴斯夫Ultrasim技术指导下的结构设计,载荷N,150001000050000,0,10,20,30,40,50,位移mm,实测的断裂载荷15,015,3kN,模拟计算出的断裂载荷15kN,精益化设计：减重效果的最大保证计算机模拟与实际结果非常吻合20000,紧凑型设计,利用塑料的高度设计自由度实现高度功能集成,紧凑化的集成设计帮助缩小部件体积,前端模块(概念设计)下保险杠加强筋（欧宝）油底壳（福特）,发动机悬置（欧宝）,变速箱支架(宝马),车身结构嵌件(标致)概念座椅(Smart)在线喷涂翼子板(戴姆勒),轻质结构利用塑料节省40%的重量,巴斯夫汽车轻量化的成功经验,3256g,1908g,614g,气门室罩盖,进气歧管,316g发动机悬置,油滤外壳,油底壳2297g,1910g扭力杆,587g发动机悬置,传统汽车动力总成中的金属部件:总重量10.8kg,气门室罩盖,进气歧管,发动机悬置,发动机悬置,油滤外壳,扭力杆,油底壳,如果替换成塑料件，可以减重3.2kg,减重幅度达到30%!,马达外壳,翼子板,安全气囊外壳,踏脚板,金属件,塑料件,在内外饰系统中也有很多潜在的金属替代减重可能性,优点:,减重效果高达20-60%高强度,成型周期短耐候性好,隔音隔热保温,目标应用:,座舱后搁架行李仓底板,备用轮胎盖板天窗,衣帽架,以蜂窝结构聚氨酯制造的轻质结构,30lessweightthancomparablecars,Artega跑车：全聚氨酯R-RIM外饰,+,LFI长纤维注射成型聚氨酯,43,车身外部件,车顶模块（Smartfortwo）,后座盖（丰田，通用）,前格栅（曼）,牵引车引擎盖（Fendt,JCB,CASE,卡特彼勒,Same）,可获得高亮表面,类似于Al的热膨胀性能高平面硬度,长纤维注射成型聚氨酯应用,明显减轻重量达30%以上(与SMC对比),ENGAGETM聚烯烃弹性体(POE)及其应用ENGAGEXLT新一代TPO材料高效增韧剂,二聚烯烃弹性体(POE、TPO)的应用（陶氏）,DowElastomersENGAGETMPOE在汽车外部件上的应用,ENGAGETMPOE-硬质TPO应用于后车保险杠ENGAGETMPOE硬质TPO应用于车身测擦条、脚踏板,ENGAGETMPOE-硬质TPO应用于车身前翼板ENGAGETMPOE-硬质TPO应用于前车保险杠,应用于车内支柱,ENGAGETMPOE软质TPO应用于内部门板ENGAGETMPOE软质TPO应用于控制台,ENGAGETMPOE硬质/软质TPO应用于仪表板/表皮ENGAGETMPOE硬质TPO应用于护膝垫板,DowElastomersENGAGETMPOE在汽车内部件上的应用ENGAGETMPOE硬质TPO,Trademarkof,TheDowChemicalCompany(“Dow”)oranaffiliatedcompanyofDow,19,TPO材料的发展趋势更轻更薄发泡在相似韧性条件下强度更高满足更薄部件的强度要求表面美观度减少虎皮纹.我们新一代TPO增韧剂的用武之地!,Trademarkof,TheDowChemicalCompany(“Dow”)oranaffiliatedcompanyofDow,21,DowElastomers新型增韧剂的实验与对比材料C-700-35抗冲共聚聚丙烯Jetfill700C滑石粉弹性体见下表IrganoxB-225主副抗氧剂混合抗冲改性弹性体,a,190oC/2.16kg,b200oC/5kg,Trademarkof,TheDowChemicalCompany(“Dow”)oranaffiliatedcompanyofDow,22,DowElastomersTPO配方设计CoperionZSK-25Mega挤出机样品在相同条件下注塑,Trademarkof,TheDowChemicalCompany(“Dow”)oranaffiliatedcompanyofDow,23,DowElastomersMechanicalProperties:TypesofrubberXLT显示出更好的冲击性能和断裂伸长率.,Performance性能,特种工程塑料,工程塑料,通用塑料,Amorphous,Crystalline,PCMPPO,ABS,SMAPMMA,PS,SAN,PVC,PP,LDPE,HDPE,TPC-ETPOMPAPETPBT,ZytelRSHytrelRS,DuPontRenewablySourced,杜邦可再生资源材料ZytelRSHTNSoronaEP,PIPEIPEEKPESPPSPARLCPPSUHTNPA66+,杜邦生物基材工程塑料,三可再生资源材料的应用（杜邦）,内饰织物,SoronaforcarpetsandmatsPTT聚酯纤维用于地毯和垫子,SoronaEPPTTpolyesterformoldedpartsPTT聚酯用于注塑件,CerenolforpolyurethanepartsBioFuels,生物燃油,HytrelRSthermoplasticelastomerforinjectionandExtrusion热塑性弹性体用于注塑和挤出件ZytelRSpolyamidesforinjectionandExtrusion长链聚酰胺可用于注塑和挤出件,SoronaEP丰田出风口样件-已商业化成本优势免喷涂Sorona样件取代玻纤增强PBT用于前面板出风口处自由设计Sorona机械性能比PBT强选择Sorona材料的原因Sorona2045G,45%玻纤增强料，同时具有优异的机械性能和,表观,45%glassfilledSoronaEPSorona2045G,Sorona产品生命周期分析Sorona与尼龙6生命周期分析结果比较（按ISO标准）含37%可再生资源成分减少63%温室气体排放减少30%能量消耗及减少21%水消耗.主要ISO14000-系列文件：,ISO-14040ISO-14044ISO-14047ISO-14042ISO-14048ISO-14049,Environmentalmanagement-Lifecycleassessment-PrinciplesandframeworkEnvironmentalmanagement-Lifecycleassessment-RequirementsandguidelinesEnvironmentalmanagement-Lifecycleimpactassessment-ExamplesofapplicationofEnvironmentalmanagement-Lifecycleassessment-DatadocumentationformatEnvironmentalmanagement-Lifecycleassessment-ExamplesofapplicationofISO-,14041togoalandscopedefinitionandinventoryanalysisHolisticApproach:Evaluatetheimpactofallupstreamanddownstreamproductsandprocesses.评估涉及所有上游和下游产品及加工过程Thirdpartycertified.第三方认证,Sorona纤维商业化应用例子,丰田汽车,小型豪华版用车,60%织物使用杜邦Sorona纤维,headliner头枕,sunvisor遮阳板,otherfabriccoveredsurfaces,其它纤维覆盖物,floormats.(AlsoonPrius).,脚垫（Prius中也同样使用Sorona织物）,ZytelRS长链尼龙由蓖麻油中提炼的癸二酸制成PA610(60%来源于生物基材）和PA1010(100%来源于生物基材）可应用于单丝，消费产品，运动产品，手持通讯设,备，汽车等领域,散热器末端水箱罩盖（水室）,高性能聚酰胺具有高柔性，韧性，热性能和超强耐化学品性能继耐水解性能与PA11,PA12相比，具有相当或更低的成本燃油管路,冷冻液管路,气刹管,油管连接头,%renewablecontent,HytrelRS热塑性弹性体与常规Hytrel具有相同性能,100,在HytrelRS产品中,其软段部分石油基来源的聚醚由生物基材的聚醚替代706050403020,30,40,50,60,70,shoreDhardness可再生成分含量与Hytrel硬度成反比,优异的弹性和低温柔韧性有益的饶曲疲劳性优良的耐化学性和耐油性高撕裂强度，韧性，回弹性和抗冲性应用于运动产品，家具和消费品中,安全气囊盖,CVJboot,HytrelRS可能应用性能与常规HytrelTPE相同其他热塑性弹,性体需要柔软触感的应用,安全气囊盖进气管,Overmoldedparts(门锁)软管和管材(真空软管),等速万向节防尘罩空气制动软管,TiconaDeliversAutomotiveSolutions四泰科纳塑料在汽车工业的应用,AutoElectricalSystems车载电子系统(Polyester,PPS,LCP,POM),UnderBodyCovers底盘盖(LFRT,Polyester),Airbag安全气囊(Polyester),SafetySystems安全系统(POM,Polyester,LCP,LFRT),UndertheHoodApplications发动机部件(PPS,Polyester,LCP,POM,LFRT),InstrumentPanel仪表盘(LFRT),FrontEndModule前端模块(LFRT,Polyester),WindowWinders门窗升降系统(POM,Polyester,LFRT)DoorModule门模块(POM,LFRT,Polyester),BatteryTray电池支架(LFRT,Polyester),SunRoofSystems天窗系统(POM,Polyester,PPS,LFRT)SeatingSystems座椅系统(POM,Polyester,LFRT)FuelSystems油路系统(POM,PPS)DoorLockSystems门锁系统(POM,Polyester),SpeakerGrills音响格(POM)Mirrors后视镜(POM,Polyester,LFRT)WiperSystems雨刷系统(POM,Polyester,LFRT)PowerDistributionBox传动系统,(LFRT,Polyester),ExampleofWeightandFuelReductionDoorModule减重及减少燃料消耗案例门模块,Steel,CelstranPP,8kgpervehicleweightreductionand4%lowerfuelconsumption每辆车减重8公斤，能耗减少4%,Chargeairduct(hotside)Fortron1115L0净气管,Suitableupto230C,恒温在230C,Weightreductionof,approx.30%comparedtoaluminium,比铝减重30%,Dieselengines,柴油引擎,OE