1、汽車制造中常用的塑料材料分汽車制造中常用的塑料材料分解解 一、塑料的定義 塑料是一種具有可塑性的人造高分子有機化合物。是以有機合成樹脂為主要成分，加入或不加入其他配合材料(助劑)而構成的人造材料。它通常在加熱、加壓條件下利用本身的可塑性制成具有一定形狀的器件。 所謂可塑性，是指加力就變形，而撤除外力之后不恢復原狀的性質。塑料就是利用這種加熱時所產生的可塑性，加工成各種形狀的。 所謂彈性(彈力)，是指施加一定程度的力就變形，但撤去所施加的力則恢復原狀，(例如:橡膠)，具有彈性的物體叫做彈性體。 二、塑料的來源 塑料是由低分子有機化合物(如:乙烯、丙烯、苯乙烯、氯乙烯、乙烯醇等)在一定條件下聚合而

2、成的高分子有機化合物(聚合物)。構成塑料的分子，由于分子量都含有10000以上個高分子，所以說塑料是高分子化合物(高聚物)。一般塑料分子中都含有碳(C)原子和氫(H)原子，有的塑料分子結構中含有少量氧(O)、硫(S)原子。塑料的基本原料是低分子碳、氫化合物，它是從石油、天然氣或煤裂解物中提煉和合成出來的人造樹脂。三、塑料的發展過程 不同塑料的開發生產時間: 1920-1933:聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚丙烯(PP) 1935:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS) 1939:聚對苯二甲酸乙烯共聚物(ABS) 1949:聚酰胺(Ny

3、lon) 1950:聚甲基丙烯酸甲酯(Acrylic) 1956:聚甲醛(POM) 1958:聚碳酸酯(PC) 1964:聚氧化二甲亞苯(PPO) 1965:聚砜(PSF) 1975:聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT) 1985:液晶塑料(LCP) 1994:改性為注塑級的PET(PETG) 1995:超彈性聚甲醛(TPOM) 1996:透明硬質聚氯乙烯 自1960后以后,塑料的應用和加工技術得到了突飛猛進的發展 四、塑料的物理性能 1.比重(密度) 塑料的比重是在一定的溫度下,秤量試樣的重量與同體積水的重量之比值,單位為g/cm3,常用液體浮力法作測定方法. 2.吸水性 塑料的吸水性是指規定尺寸

4、的試樣浸入一定溫度(252)的蒸餾水中,經過24小時后所吸收的水份量;吸收水份后影響其尺寸及形狀,吸水率用重量表達時,常以表示. 3.透氣性 透氣性是指一定厚度的塑料薄膜在一個大氣壓力下,一平方米的面積中,在24小時內所透過氣體的體積(cm3)值,但透氣量與薄臘厚度、面積、時間、溫度、氣壓差值等有關. 4.透濕性 透濕性是指水蒸氣對塑料薄膜的透過情況,基本原理及定義與透氣性相同. 5.透明度 透過物體的光通量和射到物體上的光通量之比稱為透光度;在入射光方向上的散射光對所有透射光之比,稱霧度或混濁度.霧度通常是半透明的,并對射入光有漫透的性質. 6.拉伸強度 拉伸強度是指在規定 的試驗溫度、濕度

5、和拉伸速度下,沿試樣的縱軸方向施加拉伸載荷,測定試樣破壞時的最大載荷. . 7.壓縮強度 壓縮強度是指在試樣上施加壓縮載荷至破裂(對脆性材料而言)或產生屈服的強度(對非脆性材料而言). 8.彎曲強度 彎曲強度是指試樣在兩個支點上,施加集中載荷,使試樣變形或直至破裂時的強度. 9.沖擊強度 沖擊強度是指試樣受沖擊破斷時,單位面積上所消耗的焦耳,對于某些沖擊強度高的塑料,常在試樣中間開有規定尺寸之缺口,這樣可以降低它在破斷時所需要的焦耳. 不同的試件可用不同的試驗方法:落球式沖擊試驗、高速拉伸沖擊試驗 10.摩擦系數 摩擦系數是指摩擦力與正壓力之比值.在試樣上加一個正壓力,測定試樣剛性運動時的動和

6、靜比值. 11.磨耗 磨耗是指塑料在摩擦過程中,微粒從摩擦表面不斷分離,引起摩擦件尺寸不斷地改變的機械性破壞過程,也有稱為磨損或磨蝕. 12.硬度 塑料硬度是指塑料抵抗其他硬物體壓入的性能,通用的有洛氏硬度和肖氏硬度兩種. 肖氏硬度是指在規定的壓力、時間下計算壓痕器的壓針所壓入的深度. 肖氏壓痕器可分為兩類,即:A、D型.施加負荷重量為1.0、5.0公斤,壓下時間為15秒,A型適用于軟質塑料,D型適用于半硬質塑料;當用A型,測出超過95%量程時,應改用D型,當D型測出超過95%量程時,則需要改用洛氏壓痕. 13.疲勞強度 疲勞強度是指在一個靜態破壞力而有小量交變循環的環境下,使塑料破壞的強度;

7、疲勞載荷來源有拉壓、彎曲、扭轉、沖擊等。14.蠕變 蠕變是指在一定的溫度、濕度條件下,塑料在固定的外力持續作用下,隨時間變化所表現出的特征,這種變形的特征隨增加載荷而增加,隨減少載荷而減少,其變形亦逐漸恢復.蠕變的來源有拉伸蠕變、壓縮蠕變、彎曲蠕變等. 15.持久強度 持久強度是指塑料長時間經受靜載荷的能力由高而降低的時間函數.例如:未經載荷前的塑料強度是1000小時,而載荷后可能只有其50%至70%之間. 16.線膨脹系數 線膨脹系數是指溫度升高1攝氏度時,每一厘米的塑料伸長的厘米數.塑料的線膨脹系數一般是鋼材的十倍左右. 17.比熱 比熱是指1克塑料升高難1攝氏度時,所需要的熱量單位. 1

8、8.導熱系數 導熱系數是指某一單位面積和厚度之塑料所能通過的熱量單位.塑料的導熱系數很小,僅為鋼材的百分之一左右,所以是良好的絕熱材料. 19.耐熱性 塑料耐熱性是反映塑件溫度與變形量之間關系的特性,耐熱性對溫度有關的塑件更為重要. 20.玻璃化溫度 塑料由熔融可流動溫度降低至固態時的溫度稱為玻璃化溫度,此時分子鏈段基本上不能運動,鏈節內部旋轉扣緊也很困難,只有原子之間的少許移動拉伸及有普通的彈性變形,所以此時的塑料會有很大的脆性 21.脆化溫度 當對于一定低溫下的塑料施加壓力時,在很小變形下它就會破壞,此溫度就是脆化溫度. 22.分解溫度 分解溫度是指塑料在受熱時大分子鏈斷裂時的溫度,同時是

9、鑒定塑料耐熱性的指標之一;當熔料溫度超過分解溫度時,大部分熔料會呈現發黃的顏色,且制品的強度會大大降低. 23.熔融指數 熔融指數(MFI)MI是指熱塑性塑料在一定溫度和壓力下,熔體在10分鐘時間內通過測試器的小孔所流出的熔料重量,單位是以克/10分鐘表示. 24.耐燃燒性 塑料的耐燃燒性是用燃燒速率(燃燒時間內試樣的燃燒長度)和燃燒失重率(燃燒前后重量之差的百分率)之比來表示的,由起火時間燃燒至自燃時間及熄滅時間,亦可作為耐燃燒性能的參考數. 25.耐電壓 迅速將電壓升高到某一極限值,停留一段時間,塑料試樣被擊穿,稱此時的電壓值為試樣能經受的耐電壓. 26.耐老化性 塑料的耐老化性是指在使用

10、、貯存和加工過程中,由于受到光、熱、氧、水、生物、應力等外來因素的作用,引起化學結構破壞而使原有的優良性能有所下降的現象.研究塑料的老化性是為了提高它的穩定性,延長其使用壽命. 27.耐化學性 塑料的耐化學性是指塑料在化學介質中是否受到腐蝕,評定的依據通常是塑料在介質中一定時間后的重量、體積、強度、色澤等的變化程度. 28.成型收縮率 成型收縮是指熱塑性塑料在模具中成型時,冷卻后脫模出的成型品,必有收縮現象,即成型品小于模腔尺寸.五、塑料的分類 1、按塑料的應用領域分類、按塑料的應用領域分類 2、按塑料的結晶形態分類、按塑料的結晶形態分類 3、按塑料受熱時呈現的基本行為分類 4、按塑料的透光性

11、分類、按塑料的透光性分類 5、按塑料的硬度分類 6、按塑料的化學結構分類、按塑料的化學結構分類 1、按塑料的應用領域分類、按塑料的應用領域分類 一般分為通用塑料和工程塑料: 通用塑料只可作為一般非結構性材料使用,其產量大、價格相對低廉、性能一般,(如:PE、PP、PVC、PS、PMMA、EVA等) 工程塑料是指具有較高力學性能及耐高溫、耐腐蝕,可以作為結構性材料,具有優異的綜合性能(包括:機械性能、電性能、耐熱性能、耐化學性能等),可在較寬闊的溫度范圍內和較長的時間內能良好地保持這種性能,并能在承受機械應力和較為苛刻的化學、物理環境中長期使用.被公認的七大工程塑料為:ABS、PC、POM、PA

12、、PET、PBT、PPO等,工程塑料的產量相對較少,價格較貴.另外,還有功能塑料(如:LCP、人造器官等)、納米塑料、降解塑料等. 2、按塑料的結晶形態分類、按塑料的結晶形態分類 一般分為結晶性塑料和無定形塑料 結晶性塑料是指在適當的條件下,分子能產生某種幾何結構的塑料(如:PE、PP、PA、POM、PET、PBT等),大多數的屬于部分結晶態. 無定形塑料是指分子形狀和分子相互排列不呈晶體結構而呈無序狀態的塑料(如:ABS、PC、PVC、PS、PMMA、EVA、AS等). 3、按塑料受熱時所呈現的基本行為分類 一般分為熱塑性塑料和熱固性塑料 熱塑性塑料是指在特定的溫度范圍內,能反復加熱軟化和冷

13、卻變硬的塑料(如:ABS、PP、POM、PC、PS、PVC、PA、PMMA等),它可以再回收利用. 熱固性塑料是指受熱后成為不熔的物質,再次受熱不再具有可塑性且不能再回收利用的塑料(如:酚醛樹脂、環氧樹脂、氨基樹脂、聚胺酯、發泡聚苯乙烯等).4、按塑料的透光性分類、按塑料的透光性分類 一般分為透明塑料半透明塑料和不透明塑料. 透光率在88以上的塑料稱為透明塑料(如:PMMA、PS、PC、Z-聚酯等),常用的半透明塑料有:PP、PVC、PE、AS、PET、MBS、PSF等,不透明的塑料主要有POM、PA、ABS、HIPS、PPO等. 5、按塑料的硬度分類 一般分為硬質塑料、半硬質塑料、和軟質塑料

14、 常見硬質塑料有:ABS、POM、PS、PMMA、PC、PET、PBT、PPO等; 半硬質塑料有:PP、PE、PA、PVC等; 軟質塑料有:軟PVC、K膠(BS)、TPE、TPR、EVA、TPU等. 6、按塑料的化學結構分類、按塑料的化學結構分類 A、聚烯烴類(如:LDPE、MDPE、HDPE、LLDPE、UHMWPE、PP等) B、聚苯乙烯類(如:PS、AS、BS、ABS、MBS、HIPS等) C、聚酰胺類(如:PA6、PA66、PA610、PA1010等) D、聚醚類(如:PC、POM、PSF、PPO等) E、聚酯類(如:PBT、PET等) F、丙烯酸酯類(如:PMMA)五、主要熱塑性塑料

15、性能 1、聚丙烯塑料（PP） 2、聚氨酯（PU） 3、聚氯乙烯塑料（PVC） 4、聚乙烯（PE） 5、ABS樹脂（ABS） 6、丙烯酸樹脂（PMMA） 7、聚酰胺（PA） 8、聚甲醛（POM） 9、聚碳酸酯（PC）六、主要熱塑性塑料性能1、聚丙烯塑料（PP）剛硬有韌性。抗彎強度高，抗疲勞、抗應力開裂質輕在高溫下仍保持其力學性能 在0以下易變脆耐候性差 2、聚氨酯（PU） 耐化學性好、拉伸強度和撕裂強度高、壓縮變形小、回彈性好 由于添加增塑劑之類非反應性助劑，產品經過一定的使用時間之后，隨著助劑的揮發，其性能有所變化 3、聚氯乙烯塑料（PVC） 耐化學性，難燃自熄，耐磨，消聲減震，強度較高，價廉

16、 熱穩定性差，變形后不能完全復原，低溫下變硬 4、聚乙烯（PE） 密度小 耐酸堿及有機溶劑 介電性能很好 成本低，成型加工方便 印刷困難 自熄性差 5、ABS樹脂（ABS） 力學性能和熱性能均好，硬度高，表面易鍍金屬 耐疲勞和抗應力開裂、沖擊強度高 耐酸堿等化學腐蝕 價格較低 加工成型、修飾容易 耐候性差 耐熱性不夠理想 6、丙烯酸樹脂（PMMA） 光學性極好，耐候性好，能耐紫外線和耐日光老化 相比無機玻璃易劃傷，不耐有機溶劑 7、聚酰胺（PA） 高強度和良好的沖擊強度；耐蠕變性好和疲勞強度高；耐石油、潤滑油和許多化學溶劑與試劑；耐磨性好 吸水性大，在干燥環境下沖擊強度降低 8、聚甲醛（POM

17、） 抗拉強度較一般尼龍高，耐疲勞，耐蠕變；尺寸穩定性好；吸水性比尼龍小；介電性好；可在1200C正常使用；摩擦系數小；彈性極好 沒有自熄性；成型收縮率大 9、聚碳酸酯（PC） 抗沖擊強度高，抗蠕變性能好；耐熱性好，脆化溫度低，能抵制日光、雨淋和氣溫變化的影響；化學性能好，透明度高；介電性能好；尺寸穩定性好 耐溶劑性差；有應力開裂現象；疲勞強度差 七、塑料在汽車制造中的應用 1、概述 2、汽車塑料件分類及應用前立柱中立柱后立柱行李箱飾件后保險杠輪蓋裝飾件側裙板飾件門板飾件座椅件門檻飾件副儀表板后視鏡儀表板組件空調塑件發動機罩蓋前保險杠散熱器格柵前端組件擋水板1、概述、概述2、汽車塑料件分類及應用

18、 （1）外飾件 （2）內飾件 （3）發動機周圍件（1）外飾件 保險杠：前后，內襯 車身側裙板：四個車門 防擦條 輪罩 輪蓋裝飾件 門檻 散熱器格柵 牌照板(2)內飾件 儀表板：主體，表皮，手套箱，附件 副儀表板：主體，側板 立柱：前、后 、 中上、中下 門板：主體，扶手，地圖袋，喇叭罩 座椅部件：護板，旋鈕，頭枕導管(3)發動機周圍件 前端組件：風扇，框架 發動機罩蓋 進氣歧管 空調組件：風機殼體，通風管道 容器：防凍液，剎車液，清洗液 燃油系統：油箱，油管（1）外飾件-外飾件材料要求 裝飾性：良好的外觀，尺寸穩定 油漆粘附性：與油漆粘附性好 安全性：高韌性，可以吸收碰撞能量；不能碎裂、碎片飛

19、出 耐氣候性：經受長期陽光照射不變色、不老化 高低溫循環：可經受外界溫度的劇烈變化 環境保護：可回收，不含有有害物質（1）外飾件-保險杠材料應用材料成分材料成分車型車型PP+EPDMFORD C195VW JETTAPP+EPDM-T10FORD CD340VW BORAPP+EPDM-T15FORD CD346NISSANGM S-CARPP+EPDM-T20FORD C307MAZDA M6GM L-CAR（1）外飾件-保險杠材料典型性能性能性能單位單位范圍范圍含義含義MFRg/10min730流動性密度g/cm30.9-1.04020礦物填充拉伸強度MPa16伸長率80缺口沖擊強度KJ/

20、m2 30,(23)韌性4(-30)彎曲模量MPa7001500剛性彎曲強度MPa16（1）外飾件-牌照板裝飾性材料成分材料成分車型車型PP+EPDM-T20FORD C307ABS(電鍍)VW BORAPC/ABS華晨金杯（1）外飾件-進氣格柵-裝飾性材料成分材料成分車型車型PP+EPDM-T10VW B5GPABS(電鍍)VW JETTAPC/ABS華晨金杯（1）外飾件-后視鏡材料-強度材料成分材料成分車型車型PP-GF30FORDASACITRONVW PA66-GF50VW MODEL XABS(噴漆)FORD內飾件 儀表板：主體，表皮，手套箱，附件 副儀表板：主體，側板 立柱：前、后

21、 、 中上、中下 門板：主體，扶手，地圖袋，喇叭罩 座椅部件：護板，旋鈕，頭枕導管(2)內飾件-內飾件材料要求： 裝飾性：良好的外觀，顏色符合客戶要求，尺寸穩定 耐劃傷、摩擦：不能被劃傷、被磨耗 耐氣候性：經受長期陽光照射不變色、老化 VOC：低有機揮發物含量，低氣味，低霧度，低甲醛含量 耐化學介質：耐汗液、清潔劑、常見化學溶劑侵蝕 安全性：燃燒特性符合國家法規，碰撞過程不能產生碎片 高低溫循環：可經受外界溫度的劇烈變化 環境保護：可回收，不含有有害物質(2)內飾件-儀表板的類型項目硬質儀表板軟質儀表板骨架表皮制造方法注塑成型，表面可以噴漆處理注塑成型搪塑、吸塑使用材料PP+TALCPC/AB

22、S; GF（玻纖）-SMA; LFT-PPPVC搪塑粉PVC/ABS片材外觀外觀良好外觀良好手感手感差手感良好制造成本低高適用車型經濟型中高級轎車(2)內飾件-硬質儀表板材料應用材料成分材料成分車型車型PP+EPDM-T15CITRONVW GOLPP+EPDM-T20VW CADDYGM SPARK奇瑞汽車PP+EPDM-T25FORD C195SUZUKIGM L-CARMUTSUBISHI(2)內飾件-儀表板骨架材料性能性能LFT-PPPC/ABSPC/ABS+GFSMA+GF玻璃纖維含量，3001015拉伸強度110509080缺口沖擊強度，J/M23250550120100-402604907070彎曲強度，MP曲模量，MPa6500220036003500HDT熱變形溫度(1.8MPa),1551061151