汽车材料（第3版）课件：工程塑料

汽车材料（第3版）

工程塑料工程塑料的分类及性能工程塑料在汽车上的应用第一节第二节１.了解塑料的特性。２.了解塑料在汽车零部件上、内部件、外部件上的应用情况。学习目标第一节工程塑料的分类及性能一、塑料的定义塑料是以合成树脂为主要成分或加有其他添加剂，经一定温度、压力塑制成型的高分子材料。按其力学状态也可以说，凡在室温下处于玻璃态的高聚物即可称为塑料。二、塑料的特性１.密度小塑料的相对密度一般只有１.０~２.０，约为钢的１/６，铝的１/２。这对减轻车辆、飞机、船舶等运输工具的自身质量意义十分重大。２.电绝缘大多数塑料具有良好的电绝缘性和较小的介电损耗，是理想的电绝缘材料。第一节工程塑料的分类及性能３.耐腐蚀大多数塑料的化学稳定性好，对酸、碱、盐都具有良好的抗腐蚀能力。４.消声和隔热性好塑料具有优良的消声隔热作用，泡沫塑料可以用作隔声保暖材料，塑料机械零件可以减少噪声，提高运转速度。５.耐磨和减摩性好大部分塑料摩擦系数小，具有自润滑能力，可以在湿摩擦和干摩擦条件下有效工作。６.良好的工艺性能大部分塑料都可以直接采用注塑或挤压成型工艺，无须切削，第一节工程塑料的分类及性能三、塑料的分类１.以塑料受热行为分类

以塑料受热行为分类，可分为热塑性塑料和热固性塑料。(１)热塑性塑料，是指在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。这类塑料一般由聚合树脂制成，受热时主要是通过物理变化而使其几何构型发生变化，当再一次受热后仍具有可塑性。如聚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺等。(２)热固性塑料，指在一定温度和压力等条件下，保持一定时间而固化，固化后成为不溶性物质的塑料。一般以缩聚树脂为基础制成。受热时通过化学变化使低相对分子质量的线型分子转变为体型结构的高分子化合物。当它再次受热后不具有可塑性，如酚醛塑料、环氧塑料等。第一节工程塑料的分类及性能２.以塑料使用的特点分类

以塑料使用的特点分类，可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。(１)通用塑料，指产量大、用途广、价格低的常用塑料。包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料等，产量占全部塑料产量的８０％以上。(２)工程塑料，指可以作为结构材料的塑料，可代替金属作为工程结构件使用。如聚碳酸酯、ＡＢＳ、聚酰胺等。通用塑料经改性和增强，也可制成工程构件。这样就很难从定义上区分通用塑料和工程塑料的界限了。(３)特种塑料，指有某一方面特殊性能的塑料。这些特殊性能包括高耐热性、高电绝缘性、高耐腐蚀性等，如氟塑料、有机硅树脂等。第二节工程塑料在汽车上的应用

塑料在轿车结构件和内外装件上的应用，主要是为了满足轿车轻量化、提高安全性能源消耗、降低生产成本等要求，如图８-１所示。

图８-１塑料在汽车上应用ａ)聚丙烯仪表板ꎻｂ)聚丙烯保险杠缓冲垫ꎻｃ)聚氨酯座椅垫第二节工程塑料在汽车上的应用

汽车工业的发展，大大促进了汽车上塑料的应用，汽车上塑料的用量占整车质量的７％左右。图８-２所示为塑料在轿车上的应用部位。

图８-２塑料在汽车上的应用ａ)汽车外部ꎻｂ)汽车内部第二节工程塑料在汽车上的应用一、汽车内饰用塑料制品材料１.仪表板目前汽车上使用的仪表板可分为硬质仪表板和软质仪表板。硬质仪表板一般使用在轻、小型货车上，一次注射成形。软质仪表板由表皮、骨架、缓冲材料三部分构成。２.座椅目前座椅缓冲材料基本上采用软质高弹性聚氨酯泡沫塑料，骨架采用金属材料。国外正在发展的全塑料座椅，除了缓冲垫，座椅骨架也采用长玻纤增强的聚丙烯材料或３０％玻纤增强的ＰＡ６，使质量减少４０％以上，成本降低１５％。第二节工程塑料在汽车上的应用３.门内板门内板的构造基本上类似于仪表板，由骨架、发泡材料和表皮构成。车门内板一般以硬质纤维板或ＰＰ木粉塑料板为基础材料，再层压或复合上聚氨酯内衬和ＰＶＣ薄膜或无纺布。也有用改性ＰＰ或ＡＢＳ制作车门内板骨架，再复合软饰材料成为整体门内板。４.顶篷

车内顶篷是在内饰制品中材料品种和花样最多的一种复合层压制品。它除装饰功能之外，还起着隔热、隔声、吸声等特殊作用。顶篷的种类可分为成形顶篷(把成形的顶篷用镶嵌黏结的方法固定)、粘贴顶篷(带表皮的泡沫垫直接粘贴到车顶内部)和吊装顶篷，其中成形顶篷占７０％以上，货车驾驶室和面包车顶篷常使用粘贴型。第二节工程塑料在汽车上的应用

成形顶篷由基材和表皮构成。基材要求轻量、高刚性、尺寸稳定、易成形的特点，为此一般使用“热塑性”ＰＵ发泡片材、ＰＰ发泡片材、玻璃纤维、瓦楞纸、蜂巢状塑料带等。５.地毯地毯材料必须挺括、隔声、舒适，不允许有松弛、褶皱等现象，所以大都采用带有橡胶基的合成纤维针刺毡或ＰＶＣ低发泡体。６.其他其他如门立柱盖板、杂物箱、杂物斗、空调有关的壳体和各种导管以及导风格栅，大都采用ＡＢＳ及聚烯烃塑料。第二节工程塑料在汽车上的应用二、汽车外装塑料制品１.保险杠在汽车外装件塑料化中，保险杠是塑料化最成功的零件之一。目前汽车上使用的塑料保险杠大体上分为两大类，即ＲＩＭ法成形的热固性ＰＵＲ和弹性体改性聚丙烯。２.散热器格栅格栅是为了冷却发动机而设置的开口部件，位于车体最显眼的地方，是表现一个车风格的重要零件，因此非常重视格栅的形状设计和材料选择。散热器格栅应用的材料有ＡＢＳ、ＰＣ、ＰＰ、ＰＥＴ(聚对苯二甲酸乙醇酯)，从电镀和涂装方面考虑，采用ＡＢＳ，以利于轿车具有光泽和立体感，也可采用ＰＰ。第二节工程塑料在汽车上的应用３.车轮罩塑料车轮罩分全罩型和半罩型，近来对汽车空气动力性要求提高，全罩型车轮罩有增加的趋势，车轮罩所采用的塑料材料有ＡＢＳ、ＰＡ、ＰＣ、ＡＢＳ、ＰＰＯ/ＰＡ等。４.翼子板衬里，发动机挡泥板轿车翼子板衬里一般采用耐低温、高韧性的聚丙烯来制造，奥迪轿车和捷达轿车上的翼子板衬里已实现国产化。５.灯类(１)前照灯。考虑到前照灯玻璃的透明性、耐热性、耐冲击性以及其成形性，多数车采用表面涂覆硬膜的ＰＣ，从而进一步提高了耐擦伤性和耐候性。第二节工程塑料在汽车上的应用(２)后排组合指示灯。灯罩材料为ＰＭＭＡ，灯壳为填料改性ＰＰ，它们之间用热熔黏结剂接合。随着振动焊接技术的发展，灯壳材料开始采用耐热性ＡＢＳ材料，这样灯壳与灯罩之间可以振动焊接，也便于材料再生利用。６.其他车身部件(１)车门把手一般使用ＰＯＭ，电镀件使用ＰＣ/ＡＢＳ。(２)门锁一般使用刚性好的ＰＯＭ。(３)玻璃升降器的支撑机构及手摇把材料为ＰＯＭ。(４)刮水器机构的杆可用ＰＢＴ(聚对苯二甲酸丁二酯)，球碗可用ＰＯＭ，微电动机上的小齿轮使用ＰＯＭ。第二节工程塑料在汽车上的应用三、汽车结构件、功能件塑料制品１.气门室罩盖塑料罩盖质量轻、噪声低，正在逐步取代钢板冲压及铝压铸汽缸罩盖。２.冷却风扇、护风圈由增强聚丙烯材料制成，国内大多车型上已采用塑料制品。３.油箱塑料油箱与传统的金属油箱相比，成本低、质量轻、经济效益好，安全性也比较好，主要采用超高分子量聚乙烯制成。４.散热器水室汽车散热