汽車用塑料有很多以往傳統(tǒng)材料沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)在重量輕、有良好的外觀裝飾效果、有多種實(shí)際應(yīng)用功能、有良好的理化性能、容易加工成型、節(jié)約能源，可持續(xù)利用等各方面。
工程類塑料
工程類塑料由于擁有較好的綜合機(jī)械性能，在汽車領(lǐng)域也得到廣泛使用，在本文中主要介紹聚酰胺(PA)、聚甲基丙烯酸酯(PMMA)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PU)、聚碳酸酯(PC)。
PA
聚酰胺，俗稱尼龍，工業(yè)使用上PA種類較多，常用的有PA6、PA66和PA610。PA易印刷，易染色，電性能優(yōu)良;耐藥品，耐油的腐蝕。機(jī)械方面的共性是堅(jiān)韌，都具有很高的表面硬度，拉伸強(qiáng)度好，抗沖擊能力好，耐疲勞，耐折迭，耐應(yīng)力開(kāi)裂。PA的抗拉抗壓強(qiáng)度隨溫度和吸濕量而改變，所以水相對(duì)是PA的增塑劑，加入玻纖后其抗拉抗壓強(qiáng)度可提高2倍左右，耐溫能力也相應(yīng)提高，PA本身的耐磨能力非常高，所以可在無(wú)潤(rùn)滑下不停工作。
PA的缺點(diǎn)耐酸性差，耐光性差，耐污染性差。由于熱膨脹和吸水性的影響，制件尺寸穩(wěn)定性差，收縮率1～2%，需注意成型后吸濕的尺寸變化。吸水率100%，相對(duì)吸濕飽和時(shí)能吸8%，合適壁厚：2～3.5mm。
注塑性能：PA由于酰胺基的存在，吸水強(qiáng)而吸水牢固，因此，在注塑時(shí)應(yīng)充分的烘干，一般要在120℃烘干3-4小時(shí);PA粘度小，流動(dòng)速度快，為防止射嘴流誕，應(yīng)采用自鎖噴嘴或尼龍專用噴嘴。同時(shí)，要注意模具精度。
應(yīng)用范圍：PA在汽車領(lǐng)域主要用于制造軟管(制動(dòng)軟管、燃油管)、燃燒油過(guò)濾器、空氣過(guò)濾器、機(jī)油過(guò)濾器、水泵殼、水泵葉輪、風(fēng)扇、制動(dòng)液罐、動(dòng)力轉(zhuǎn)向液罐、白葉窗、前大燈殼、安全帶。
PMMA
聚甲基丙烯酸酯，俗稱有機(jī)玻璃，耐室外老化，有極好的透光性，爆曬而不影響它的透明度，在光的加速老化240小時(shí)后仍可透過(guò)92%的太陽(yáng)光，室外十年仍有89%，紫外線達(dá)78.5% 。機(jī)械強(qiáng)度較高，有一定的耐寒性，耐腐蝕，絕緣性能良好，尺寸穩(wěn)定，易于成型，質(zhì)較脆，易熔于有機(jī)溶劑，表面硬度不夠，易刮傷起毛。合適的塑料產(chǎn)品：有一定強(qiáng)度要求的透明結(jié)構(gòu)件。
注塑性能：PMMA的吸濕率為0.3%，注塑前必須進(jìn)行干燥，一般在80℃ 左右干燥2～4h;注塑時(shí)熔體溫度在240～270 ℃，模具溫度要控制在35～70℃。
PMMA由于其良好的透光性能，廣泛用在汽車照明標(biāo)志牌、車門玻璃和燈玻璃罩上。
采用PMMA的豐田卡羅拉尾燈
POM
聚甲醛，俗稱塑鋼，抗拉強(qiáng)度，沖擊韌性，剛性和疲勞強(qiáng)度，抗蠕變性能很高，尺寸穩(wěn)定性好，吸水性小，摩擦數(shù)小，具優(yōu)良的耐摩擦磨損性能，在高溫和水中仍有很大的剛性，耐化學(xué)腐蝕性能同于PA，但價(jià)格較低，耐反復(fù)扭曲，有突出的回彈能力。可在-40攝氏度-100攝氏度之間長(zhǎng)期使用。POM的不足之處在于：易受強(qiáng)酸腐蝕，不耐高溫，熱穩(wěn)定性差。收縮率2-3.5% 合適壁厚：1.5-2.5mm。
注塑性能：POM有明顯的熔點(diǎn)，175℃時(shí)熔化，240℃時(shí)就分解，一般加工溫度為190℃～220℃，它的加工范圍很窄;POM不吸水，在注塑時(shí)，一般不需要烘干，但質(zhì)量要求高的制品，可以用60℃烘干1～小時(shí)即可;溫度不可太高，否則無(wú)染色制品會(huì)變色;它的耐酸性差，不能用酸性染料染色。
應(yīng)用范圍：POM在汽車上用與制造儀表板手套箱附件、各種閥門(排水閥門、空調(diào)器閥等)、各種葉輪(水泵葉輪、暖風(fēng)器葉輪、油泵輪等)、各種電器開(kāi)關(guān)及電器儀表上的小齒輪、各種手柄及門銷等。
PC
聚碳酸酯，具有突出的沖擊韌性和抗蠕變性能，耐熱性好，耐寒性也很好，脆化溫度達(dá)-100℃ ，抗彎強(qiáng)度與尼龍相當(dāng)，并有較高的延伸率和彈性模量，但疲勞強(qiáng)度小于尼龍66。吸水性較低，收縮率小，尺寸穩(wěn)定性好。耐磨性與尼龍相當(dāng)，并有一定的抗腐蝕能力，但成型條件要求高。耐氣候性好，可在較高的溫度和高載荷下條件下長(zhǎng)期應(yīng)用，但不可在濕溫下使用，耐溶劑性差，有應(yīng)力開(kāi)裂現(xiàn)象，疲勞強(qiáng)度差。收縮率0.5-0.7% ，合適的壁厚為2-3.5mm。PC加入玻纖可改善其收縮率，機(jī)械強(qiáng)度和耐溫性，在100℃左右長(zhǎng)期使用鋼性會(huì)增加，可用退火改善內(nèi)應(yīng)力。
注塑性能：PC有明顯的熔點(diǎn)，220℃時(shí)熔化，350℃時(shí)就分解，一般加工溫度為250℃～320℃;它吸水，少量的水分可以引起它在高溫時(shí)分解，在注塑時(shí)必需要烘干，烘干溫度可以用120℃烘干4～5小時(shí)即可;PC料的熔融粘度大，注塑時(shí)需要用較大的壓力;PC在加工時(shí)，如果條件允許，可以用模溫機(jī)提高模具溫度，以降低產(chǎn)品的殘余應(yīng)力;PC的收縮率與加工條件和制品的壁厚無(wú)關(guān)，它的縱橫向收縮率比較接近，因此，可以加工成精度很高的制品;它的收縮率為0.5%。
主要合成體 PC-ABS：PC-ABS是PC與ABS的共混材料，通常以共混造料后，以粒料形狀供應(yīng)。如果只把兩種料簡(jiǎn)單的混合后，直接注塑，效果很差，會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象;PC的優(yōu)點(diǎn)是剛而韌，缺點(diǎn)是應(yīng)力開(kāi)裂，粘度大;ABS的優(yōu)點(diǎn)是流動(dòng)性好，但表面硬度低;這樣共混后的材料PC-ABS即保留了兩者的優(yōu)點(diǎn);PC-ABS具有較高的表面硬度，較高的剛性和韌性，也有較高的抗應(yīng)力開(kāi)裂能力;它的機(jī)械性能介于兩者之間。
應(yīng)用范圍：PC在汽車領(lǐng)域主要用在制造燈罩，左右輪罩護(hù)板，儀表?yè)醢灞倔w(PC+ABS)、左右風(fēng)框蓋、中間風(fēng)框蓋(PC+ABS)、后保險(xiǎn)杠緩沖墊。
PU
聚氨酯，根據(jù)聚合反應(yīng)生成物的不同，常用的分為硬質(zhì)聚氨酯和軟質(zhì)聚氨酯。硬質(zhì)聚氨酯的強(qiáng)度很高，韌性好，絕熱性好，防水效果好，成型工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高;軟質(zhì)聚氨酯的彈性很好，吸音效果好，耐老化性能、抗化學(xué)介質(zhì)能力等，綜合力學(xué)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)PVC等材料。聚氨酯的聚合很方便，不僅可在常溫常壓條件下進(jìn)行聚合反應(yīng)，甚至可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)聚合后直接發(fā)泡或噴涂、修補(bǔ)等施工。
聚氨酯泡沫塑料廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)飾和吸收振動(dòng)的零部件上，如涂覆材料、聚氨酯硬質(zhì)塑料板材、聚氨酯彈性體、座椅軟泡沫材料、裝飾件、沙發(fā)革、車頂飾品;應(yīng)用最多的是各種軟質(zhì)和硬質(zhì)的聚氨酯泡沫材料，它有隔振、隔音、降噪、保溫隔熱;PU還可制成車用聚氨酯涂料、粘結(jié)劑、密封劑等。汽車上的PU代表制件有儀表板、后視鏡、保險(xiǎn)杠、座椅軟墊、頭枕、轉(zhuǎn)向盤、儀表板防振墊、支柱裝飾件、前頂襯里、窗框架、頂棚與側(cè)頂架裝飾、門襯板、遮陽(yáng)板、后頂架裝飾等。
特種塑料玻璃纖維增強(qiáng)塑料
玻纖增強(qiáng)塑料是在原有純塑料的基礎(chǔ)上，加入玻璃纖維和其它助劑，從而提高材料的使用范圍。一般的來(lái)說(shuō)，大部分的玻纖增強(qiáng)材料多用在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)零件上，是一種結(jié)構(gòu)工程材料;如：PP，ABS，PA66，PA6，PC，POM。
優(yōu)點(diǎn)：
?、?玻纖增強(qiáng)以后，玻纖是耐高溫材料，因此增強(qiáng)塑料的耐熱溫度比不加玻纖以前提高很多，尤其是尼龍類塑料;
?、?限制了塑料的高分子鏈間的相互移動(dòng)，因此增強(qiáng)塑料的收縮率下降很多，剛性也大大提高;
③ 增強(qiáng)塑料不會(huì)應(yīng)力開(kāi)裂，同時(shí)塑料的抗沖性能提高很多;
?、?玻纖是高強(qiáng)度材料，從而也大提了塑料的強(qiáng)度(拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度都提高了很多);
?、?由于玻纖和其它助劑的加入，增強(qiáng)塑料的燃燒性能下降很多，大部分材料不能點(diǎn)燃。
缺點(diǎn)：
?、?不加玻纖前是透明，都會(huì)變成不透明的;
?、?塑料的韌性降低，而脆性增加;
?、?所有材料的熔融粘度增大，流動(dòng)性變差，注塑壓力比不加玻纖的要增加很多;
?、?流動(dòng)性差，為了正常注塑，所有增強(qiáng)塑料的注塑溫度要比不加玻纖以前提高10℃-30℃;
?、?增強(qiáng)塑料的吸濕性能大加強(qiáng)，原來(lái)純塑料不吸水的也會(huì)變得吸水，因此，注塑時(shí)都要進(jìn)烘干;
?、?在注塑過(guò)程中，玻纖能進(jìn)入塑料制品的表面，使得制品表面變得很粗糙，斑斑點(diǎn)點(diǎn)(為了取得較高的表面質(zhì)量，最好注塑時(shí)使用模溫機(jī)加熱模具，使得塑料高分子進(jìn)入制品表面，但不能達(dá)到純塑料的外觀質(zhì)量);
?、?玻纖是硬度很高的材料，助劑高溫?fù)]發(fā)后是腐蝕性很大的氣體，對(duì)注塑機(jī)的螺桿和注塑模具的磨損和腐蝕很大，因此，生產(chǎn)使用這類材料的模具和注塑機(jī)時(shí)，要注意設(shè)備的表面防腐處理和表面硬度處理。
玻璃纖維增強(qiáng)的代表材料，玻璃鋼/復(fù)合材料在汽車工業(yè)上的應(yīng)用：
車身部件：包括車身殼體、車蓬硬頂、天窗、車門、散熱器護(hù)柵板、大燈反光板、前后保險(xiǎn)杠等以及車內(nèi)飾件。這是玻璃鋼/復(fù)合材料在汽車中應(yīng)用的主要方向，主要針對(duì)適應(yīng)車身流線型設(shè)計(jì)和外觀高品質(zhì)要求的需要，目前開(kāi)發(fā)應(yīng)用潛力巨大。該部件材料主要以玻璃纖維增強(qiáng)熱固性塑料為主，典型成型工藝有：SMC/BMC、RTM和手糊/噴射等。
結(jié)構(gòu)件：包括前端支架、保險(xiǎn)杠骨架、座椅骨架、地板等，其目的在于提高制件的設(shè)計(jì)自由度、多功能性和完整性。主要使用高強(qiáng)SMC、GMT、LFT等材料。
功能件：其主要特點(diǎn)是要求耐高溫、耐油腐蝕，以發(fā)動(dòng)機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)周邊部件為主。如：發(fā)動(dòng)機(jī)氣門罩蓋、進(jìn)氣歧管、油底殼、空濾器蓋、齒輪室蓋、導(dǎo)風(fēng)罩、進(jìn)氣管護(hù)板、風(fēng)扇葉片、風(fēng)扇導(dǎo)風(fēng)圈、加熱器蓋板、水箱部件、出水口外殼、水泵渦輪、發(fā)動(dòng)機(jī)隔音板等。主要工藝材料為：SMC/BMC、RTM、GMT及玻璃纖維增強(qiáng)尼龍等。
代表車企及車型：
轎車結(jié)構(gòu)件和內(nèi)外裝飾件的塑料品種及其應(yīng)用實(shí)例：
