工程塑料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用，一方面促進我國工程塑料工業(yè)的發(fā)展，另一方面有利 于促進汽車國產(chǎn)化進程。隨著我國汽車工業(yè)國產(chǎn)化進程的日益加快，汽車工業(yè)將是未來工程塑料 消費增長最快的領(lǐng)域之一。本文介紹了工程塑料的分類、基本性能和工程塑料在汽車上的應(yīng)用實 例；以及車用塑料制品的概況及應(yīng)用領(lǐng)域；同時指出了當(dāng)前經(jīng)濟復(fù)蘇汽車熱銷帶動了工程塑料市 場；塑料在未來汽車上的應(yīng)用前景與發(fā)展趨勢。

汽車工業(yè)作為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，目前發(fā)展迅 速，而現(xiàn)在國內(nèi)汽車行業(yè)對工程塑料的消費比例 遠遠低于世界平均水平，應(yīng)加大工程塑料在汽車 工業(yè)中的應(yīng)用，一方面促進我國工程塑料工業(yè)的 發(fā)展，另一方面有利于促進汽車國產(chǎn)化進程。隨 著我國汽車工業(yè)國產(chǎn)化進程的日益加快，汽車工 業(yè)將是未來工程塑料消費增長最快的領(lǐng)域之一。 目前，全球汽車用塑料制品的市場規(guī)模為 454 萬噸/年，其中美國為 172 萬噸/年，歐洲為 136 萬 噸/年。國外發(fā)達地區(qū)車用塑料占塑料總消耗量的 7%～11%，新材料及新成型技術(shù)的出現(xiàn)，使得塑 料制品在汽車工業(yè)中的消費量日益增加，日本每 輛汽車平均使用塑料達 100 公斤，約占汽車材料 消費總量的 7.5%。當(dāng)前，汽車工業(yè)領(lǐng)域已開始大 量使用塑料， 用以代替各種有色金屬和合金鋼材， 這是汽車工業(yè)提高汽車造型美觀和設(shè)計靈活性、 降低零部件加工、裝配和維修費用的有效途徑。 車用塑料的使用已成為衡量汽車工業(yè)發(fā)展水平的 標志之一。

1 工程塑料的分類

1.1 按樹脂的性質(zhì)分類 熱塑性塑料：在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱 軟化和冷卻硬化的塑料。如聚乙烯塑料、聚氯乙 烯塑料。熱固性塑料：因受熱或其它條件能固化 成不熔不溶性物料的塑料。如酚醛塑料、環(huán)氧塑 料等。

1.2 按塑料使用范圍分類 通用塑料：指產(chǎn)量大、用途廣、成型性好、 價廉的塑料。如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。 工程塑料：指能承受一定的外力作用，并有良好 的機械性能和尺寸穩(wěn)定性，在高、低溫下仍能保 持其優(yōu)良性能，可以作為工程結(jié)構(gòu)件的塑料。如 ABS 、尼龍、聚礬等。特種塑料：一般指具有特 種功能（如耐熱、自潤滑等） ，應(yīng)用于特殊要求的 塑料。如氟塑料、有機硅等。

2 工程塑料的基本性能

2.1 質(zhì)輕、比強度高 塑料質(zhì)輕，一般塑料的密度都在 0.9 ～2.3g/cm^3之間，只有鋼鐵的 1/8～1/4、鋁的 1/2 左右，而各種泡沫塑料的密度更低。

有些增強塑料的比強度接近甚至超過鋼材。例如 合金鋼材，其單位質(zhì)量的拉伸強度為 160MPa ，而 用玻璃纖維增強的塑料可達到 170～400MPa 。

2.2 優(yōu)異的電絕緣性能 幾乎所有的塑料都具有優(yōu)異的電絕緣性能， 如極小的介電損耗和優(yōu)良的耐電弧特性，這些性 能可與陶瓷媲美。

2.3 優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性能 一般塑料對酸堿等化學(xué)藥品均有良好的耐腐 蝕能力，特別是聚四氟乙烯的耐化學(xué)腐蝕性能比 黃金還要好，甚至能耐王水等強腐蝕性電解質(zhì)的 腐蝕，被稱為塑料王。

2.4 減摩、耐磨性能好 大多數(shù)塑料具有優(yōu)良的減摩、耐磨和自潤滑 特性。許多工程塑料制造的耐摩擦零件就是利用 塑料的這些特性，在耐磨塑料中加入某些固體潤 滑劑和填料時，可降低其摩擦系數(shù)或進一步提高 其耐磨性能。

2.5 透光及防護性能 多數(shù)塑料都可以作為透明或半透明制品，其 中聚苯乙烯和丙烯酸酯類塑料像玻璃一樣透明。 有機玻璃化學(xué)名稱為聚甲基丙烯酸甲酯，可用作 航空玻璃材料。聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等塑 料薄膜具有良好的透光和保暖性能，大量用作農(nóng) 用薄膜。塑料具有多種防護性能，因此常用作防 護包裝用品，如塑料薄膜、箱、桶、瓶等。

2.6 減震、消音性能優(yōu)良 某些塑料柔韌而富于彈性，當(dāng)它受到外界頻 繁的機械沖擊和振動時，內(nèi)部產(chǎn)生粘性內(nèi)耗，將 機械能轉(zhuǎn)變成熱能，因此，工程上用作減震消音 材料。例如，用工程塑料制作的軸承和齒輪可減 小噪音，各種泡沫塑料更是廣泛使用的優(yōu)良減震 消音材料。

上述塑料的優(yōu)良性能，使它在汽車工業(yè)領(lǐng)域 中具有廣泛用途；它已從過去作為金屬、玻璃、 陶瓷、木材和纖維等材料的代用品，而一躍成為 汽車工業(yè)領(lǐng)域不可缺少的材料。

3 工程塑料在汽車上的應(yīng)用實例

尼龍是最重要的汽車工業(yè)用工程塑料。尼龍 主要用于汽車發(fā)動機及周邊部件，主要品種是 GFPA6、GFPA66、增強阻燃 PA6 等產(chǎn)品。由于發(fā) 動機周邊部件主要是發(fā)熱和振動部件，其部件所 用材料大多數(shù)是玻纖增強尼龍。這是因為尼龍具 有較好的綜合性能，用玻璃纖維改性后的尼龍， 主要性能得到很大的提高，如強度、制品精度、 尺寸穩(wěn)定性等均有很大的提高。

另外，尼龍的品 種多，較易回收利用，價格相對便宜等，這些因 素促成尼龍成為發(fā)動機周邊部件的理想選擇材 料。進氣歧管是改性尼龍在汽車中最為典型的應(yīng) 用，德國寶馬汽車公司，首先將以玻璃纖維增強 尼龍為原料制造的進氣歧管應(yīng)用在六汽缸發(fā)動機 上；以后美國福特公司與杜邦公司合作，共同用 玻璃纖維增強 PA66 制造的進氣歧管應(yīng)用在 V6 發(fā) 動機上，以后世界各大汽車公司紛紛跟進，改性 尼龍進氣歧管得到廣泛的應(yīng)用。發(fā)動機蓋，發(fā)動 機裝飾蓋，汽缸頭蓋等部件一般都用改性尼龍作 為首選材料，與金屬材質(zhì)相比，以汽缸頭蓋為例 質(zhì)量減輕 50%，成本降低 30%。除了發(fā)動機部件 外，汽車的其他受力部件也可使用增強尼龍，如 機油濾清器，刮雨器，散熱器格柵等。 隨著人們對汽車性能要求的不斷提高和 PA6 工程塑料自身的發(fā)展，汽車用 PA6 正呈逐年上升 的趨勢。汽車上可使用 PA6（包括改性產(chǎn)品）制 作的部件有空氣濾清器、外殼、風(fēng)扇、車輪罩、 導(dǎo)流板、車內(nèi)裝飾、儲水器材蓋、線卡、各種車 內(nèi)電氣接插件等。 PA6/ABS 具有密度低，流動性好的特點，并有良好的噪聲阻尼性和良好的耐熱 性、耐化學(xué)性和機械性能，可用于汽車內(nèi)飾件； 玻纖增強 PA/ABS 可替代 ABS 做汽車排風(fēng)格柵， 并有可能成為汽車排空氣和除霜器護柵及車門組 件，以及用于摩托車檔板的制作。現(xiàn)在 PA9T 也 已在日本汽車工業(yè)上應(yīng)用，如動力換向裝置（齒 輪結(jié)構(gòu)）、滾動軸承架。PA9T 耐燃油性強，適用于 做汽車燃油系統(tǒng)部件。 此外還可用于制造中間冷卻 器罐、發(fā)動機支架和要求低摩擦系數(shù)的滑動部件。 在汽車制造領(lǐng)域， PBT 廣泛地用于生產(chǎn)保險 杠、化油器組件、擋泥板、擾流板、火花塞端子 板、供油系統(tǒng)零件、儀表盤、汽車點火器、加速 器及離合器踏板等部件。 PBT 與增強 PA、PC、 POM 在汽車制造業(yè)中的競爭十分激烈， PA 易吸 水，PC 的耐熱性不及 PBT；在汽車用途接管方面， 由于 PBT 的抗吸水性優(yōu)于 PA，將會逐漸取代 PA。 在相對濕度較高、十分潮濕的情況下，由于潮濕 易引起塑性降低，電器節(jié)點處容易引起腐蝕，常 可使用改性 PBT 。在80℃、90%相對濕度下，PBT 仍能正常使用，并且效果很好。 PBT 加工性能和絕緣性能較好。

PBT 玻璃化 溫度低，加工周期短。 PC/PBT、PBT/ABS 等主要 用于汽車內(nèi)飾件。此外，由于 PBT 對汽油、發(fā)動 機油的耐受性好， PBT 也用于汽車發(fā)動機系統(tǒng)配 件材料的生產(chǎn)。 GE 公司的 PBT/PC 合金，商品名 為 Xenoy1731 ，在高級轎車中應(yīng)用最為廣泛；它 的耐熱性好，耐應(yīng)力開裂，耐磨、耐化學(xué)腐蝕性， 低溫沖擊強度高，易加工和涂飾性好，主要應(yīng)用 于高檔轎車保險杠，車底板，面板等。 聚甲醛樹脂是高度結(jié)晶的聚合物，具有類似 金屬的硬度、強度和剛性，很寬的溫度和濕度條 件下都具有很好的自潤滑性、良好的耐疲勞性、 低磨擦系數(shù)，因此，聚甲醛主要用于定性要求比 較嚴格的滑動和滾動機械部件上，包括齒輪、凸輪、軸承、杠桿、滑輪、扣鏈輪和軸襯等，與金 屬和尼龍相比，聚甲醛具有很低的磨擦系數(shù)，是 很好的軸承材料。 汽車行業(yè)是 POM 最大的潛在市場。 POM 質(zhì) 輕，加工成型簡便，生產(chǎn)成本低廉，材料性能與 金屬相近。改性 POM 的耐磨系數(shù)很低，剛性很強； 非常適合制造汽車用的汽車泵、汽化器部件、輸 油管、動力閥、萬向節(jié)軸承、曲柄、把手、儀表 板、汽車窗升降機裝置、電開關(guān)、安全帶扣等。

制造軸套、齒輪、滑塊等耐磨零件是改性 POM 的 強項，這些部件對金屬磨耗小，減少了潤滑油用 量，增強了部件的使用壽命；因此可以廣泛替代 銅、鋅等金屬生產(chǎn)軸承、齒輪、拉桿等。 POM 生 產(chǎn)的汽車部件質(zhì)輕、噪聲低、成型裝配簡便，因 此在汽車制造業(yè)獲得越來越廣泛的應(yīng)用。 PC 在汽車上也有廣泛應(yīng)用。 PC 的高透明性 使之成為車燈罩的主要生產(chǎn)材料。 硅橡膠/PC 也可 以用做汽車保險杠。 而PC 的另外一大用途是以合 金的形式充當(dāng)汽車內(nèi)飾材料。 PC/ABS 外觀好，容 易著色，廣泛用于汽車內(nèi)飾件如儀表板等。改性 PC 由于具有高機械性能和良好的外觀， 在汽車上 主要用于外裝件和內(nèi)裝件，用途最為廣泛的是 PC/ABS 合金和 PC/PBT 合金。 改性 PPO 在汽車上主要用做對耐熱性、阻燃 性、電性能、沖擊性能、尺寸穩(wěn)定性、機械強度 要求較高的零部件；還有一些薄壁的復(fù)雜硬質(zhì)結(jié) 構(gòu)件，如儀表盤骨架等。 PPO/PS 合金適用于潮濕、 有負荷和對電絕緣要求高、 尺寸穩(wěn)定性好的場合， 適合制造汽車輪罩、前燈玻璃嵌槽、尾燈殼等零 部件，也適合制造連接盒、保險絲盒、斷路開關(guān) 外殼等汽車電氣元件。 PPO/PA 合金由于具有優(yōu)良 的力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性、耐油性、電絕緣性、 抗沖擊性?？捎糜谥谱髌囃獠考?，如大型擋板、 緩沖墊、后阻流板等。 PPO/PBT 合金的熱變形溫度高，對水分敏感度小，是制造汽車外板的理想 材料。GE 公司推出的熱固性 PPO，具有高強、高 韌性和良好的電性能，吸濕小，可用做汽車閥罩、 燃油箱導(dǎo)電板、變壓器和風(fēng)力發(fā)動機葉片等。而 PPO/PS 合金加工性良好，可用做流體加工部件、 汽車機罩下部件和電子接插件。

4 車用塑料制品的概況及應(yīng)用領(lǐng)域

汽車工業(yè)是發(fā)達國家工程塑料應(yīng)用最為廣 泛、使用量最大的工業(yè)門類，也是中國工程塑料 最有發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域之一。每輛汽車塑料的用量 是衡量汽車生產(chǎn)技術(shù)水平的標志之一。隨著社會 及科技的發(fā)展，人們對汽車提出了更高的要求： 輕型、節(jié)能、美觀、安全、環(huán)保等。而塑料制品 由于具有良好的性能、低廉的價格、簡單的加工 工藝，在汽車工業(yè)中扮演著愈來愈重要的角色。 在汽車工業(yè)領(lǐng)域大量使用塑料制品，以代替各種 昂貴的有色金屬和合金材料，不僅提高了汽車造 型的美觀與設(shè)計的靈活性，降低了零部件加工、 裝配與維修的費用， 而且還可以降低汽車的能耗。 目前，汽車塑化的趨勢由普通裝飾件發(fā)展到 結(jié)構(gòu)件、功能件，因而塑料原料的使用范圍也由 普通塑料（多用于汽車內(nèi)飾件）擴展到強度更高、 沖擊性更好的復(fù)合材料或塑料合金。

德國每輛汽 車平均使用塑料制品近 300 公斤，占汽車總消費 材料的 22％左右，是世界上采用汽車塑料零部件 最多的國家；法國 RENAULT 汽車公司小型轎車 的塑料制品用量占總質(zhì)量的 l5.5 ％；日本、美國 和德國等發(fā)達國家的每輛轎車平均使用塑料已超 過100 公斤，平均占汽車總重量的 8%。 隨著我國轎車工業(yè)的進步，汽車用塑料制品 也開始全面發(fā)展。在我國石油化工迅猛發(fā)展和加 快轎車材料國產(chǎn)化進程的帶動下汽車塑料制品的 用量迅速增長。目前，我國汽車消費的各種塑料制品的總量約為 8 萬～l0 萬噸，2010 年將為 23 萬噸左右。我國每輛汽車平均塑料用量為 70 公斤， 平均占汽車總重量的 6%左右。工程塑料在全部汽 車用塑料中只占 10%左右的比例。我國汽車用塑 料的品種按用量排列依次為 PP，PVC ，PU，不飽 和樹脂， ABS ，PF，PE，PA，PC，復(fù)合材料。 塑料制品由于具有良好的性能、 低廉的價格、 簡單的加工工藝得以在汽車工業(yè)領(lǐng)域大量使用， 不僅大幅減輕汽車的自重，從而降低能耗，而且 還可以提高汽車造型的美觀與設(shè)計的靈活性，降 低零部件加工、裝配與維修的費用。

為達到安全、 舒適、美觀的目的，汽車內(nèi)裝件應(yīng)吸振性能強， 手感好，耐用性高。目前在汽車中采用塑料的零 件有數(shù)百種之多，如車門的內(nèi)外壁板、取氣孔蓋、 車身前后吸能機件、保險杠、車燈架、風(fēng)扇、燃 油箱、塑料儀表、塑料座椅等。現(xiàn)在汽車結(jié)構(gòu)中 廣泛采用的塑料有 :聚氨基甲酸酯、多聚乙烯氯化 物、聚丙烯、 ABC 共聚、聚乙烯等 10余種。 聚氨基甲酸酯它用來制造座椅頭、扶手、轉(zhuǎn) 向盤等，不僅可減輕汽車質(zhì)量和提高舒適性，而 且在碰撞的情況下可以減少人身事故?，F(xiàn)在此塑 料還用來制造車門、發(fā)動機罩、行李箱蓋、散熱 器擋隔板等，并還將用來制造車輪罩、阻流板、 車身壁板；用來制造內(nèi)飾件、絕熱件和保證空心 零件及防腐零件。多聚乙烯氯化物主要用來制造 乘客室和駕駛室的內(nèi)飾件 ——側(cè)板、頂篷和座椅 的包皮、地毯及擋風(fēng)玻璃密封條、窗框等。塑料 玻璃主要用來制造車身板和散熱器帶窗孔的前 板，今后在承重零件的生產(chǎn)中將會大量采用塑料 玻璃。ABC 共聚物是汽車工業(yè)中最廣泛采用的塑 料之一，其優(yōu)點是外觀強、力學(xué)性能好，但價格 很貴，這種材料廣泛用來制造儀表板及其元件、 轉(zhuǎn)向柱外套、扶手、照明設(shè)備、測量儀外罩、轉(zhuǎn) 向器柱、抗沖擊板、車門等。

5 經(jīng)濟復(fù)蘇汽車熱銷帶動了工程塑料市場

工程塑料在汽車上的應(yīng)用不斷有繼續(xù)深入擴 展的勢頭。 2009 年國際金融危機的沖擊導(dǎo)致歐、 美、日汽車市場萎縮，新車銷售量大幅度下降， 消費者不得不延長更新汽車的時間，于是只能依 靠維修和更換零件來維持，這就帶火了售后零部 件市場。美國、歐洲等地的部分零部件企業(yè)受金 融危機的沖擊已經(jīng)關(guān)門倒閉，一部分訂單就要在 低成本生產(chǎn)地區(qū)尋找供應(yīng)商，中國因此成為比較 理想的供應(yīng)地。目前用于汽車的工程塑料主要作 用是使汽車輕量化，從而達到節(jié)油高速的目的。 發(fā)達國家將汽車用塑料量作為衡量汽車設(shè)計和制 造水平高低的一個重要標志，世界上汽車塑料用 量最大的是德國，塑料用量占整體材料的 15%。 這其中工程塑料占了很大一部分比例，五大工程 塑料性能特性各不相同，在汽車上的用途也各有 偏重。

根據(jù)目前發(fā)展的態(tài)勢， 2009 年中國汽車產(chǎn)銷 量可達 1200 萬輛，這得益于國內(nèi)經(jīng)濟復(fù)蘇以及政 府的相關(guān)政策。尼龍主要用于汽車發(fā)動機及發(fā)動 機周邊部件， 主要品種是 GFPA6、GFPA66、增強 阻燃 PA6 等產(chǎn)品。由于發(fā)動機周邊部件主要是發(fā) 熱和振動部件，其部件所用材料大多數(shù)是玻纖增 強尼龍。這是因為尼龍具有較好的綜合性能，用 玻纖改性后的尼龍，主要性能得到很大的提高， 如強度、制品精度、尺寸穩(wěn)定性等均有很大的提 高。

另外，尼龍的品種多，較易回收循環(huán)利用， 價格相對便宜等，這些因素促成尼龍成為發(fā)動機 周邊部件的理想選擇材料。 在汽車發(fā)動機部件上的應(yīng)用。發(fā)動機蓋，發(fā) 動機裝飾蓋，汽缸頭蓋等部件一般都用改性尼龍 作為首選材料，與金屬材質(zhì)相比，以汽缸頭蓋為 例質(zhì)量減輕 50%，成本降低 30%。除了發(fā)動機部 件外，汽車的其他受力部件也可使用增強尼龍，如機油濾清器，刮雨器，散熱器格柵等。改性 PC 由于具有高機械性能和良好的外觀，在汽車上主 要用于外裝件和內(nèi)裝件，用途最為廣泛的是 PC/ABS 合金和 PC/PBT 合金。PC/ABS 合金是最 適合用于汽車內(nèi)裝件的材料。這是因為 PC/ABS 合金具有優(yōu)異的耐熱性、耐沖擊性和剛性，良好 的加工流動性。 也是制造汽車儀表板的理想材料。 PC/ABS 合金還用來制造汽車儀表板周圍部件、 防 凍板、車門把手、陰流板、托架、轉(zhuǎn)向柱護套、 裝飾板、空調(diào)系統(tǒng)配件等汽車零部件。 PC/ABS 合金也可以制作汽車外裝件，如汽車車輪罩、反 光鏡外殼、尾燈罩等。PC/ABS 具有良好的成型性， 可加工汽車大型部件， 如汽車擋泥板。 PC/PBT 合 金和PC/PET 合金既具有 PC 的高耐熱性和高沖擊 性，又具有 PBT 和PET 的耐化學(xué)藥品性、 耐磨性 和成型加工性，因此是制造汽車外裝件的理想材 料。PC/PBT 汽車保險杠可耐 -30℃以下的低溫沖 擊，保險杠斷裂時為韌性斷裂而無碎片產(chǎn)生。彈 性體增韌 PC/PBT 合金和 PC/PET 合金更適合制作 汽車車身板、汽車側(cè)面護板、擋泥板、汽車門框 等。高耐熱型 PC/PBT 合金和 PC/PET 合金的注射 成型外裝件可以不用涂漆。 PC/PET 合金可制作汽 車排氣口和牌照套。

6 塑料在未來汽車上的應(yīng)用前景

隨著塑料制品在汽車應(yīng)用上的范圍擴大、用 量增加，預(yù)計在今后的10年里，我國汽車工業(yè)對 塑料制品的需求量將達到年均 10％的增長率。根 據(jù)統(tǒng)計的十種車型匯總，我國汽車消費的各種塑 料排列次序為聚丙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、不飽 和聚酯、 ABS 、酚醛樹脂、聚乙烯和聚酰胺。資 料顯示，PP、PE 等通用塑料的改性品種由于性能 高，質(zhì)量好，其應(yīng)用正在加快發(fā)展。纖維增強聚 合物 FRP 等新品種由于技術(shù)的成熟，用量也在迅速增加，而 PVC 、ABS 等則會部分地被熱塑性聚 烯烴彈性體 GFPA 、TPO 等新材料所代替，因而 會相對放慢增長速率。 在車用塑料零部件成型領(lǐng)域，近年來，我國 也開發(fā)了不少行之有效的新技術(shù)，包括氣體輔助 注射成型技術(shù)、可熔型芯技術(shù)、三維和多層中空 成型技術(shù)、表面處理技術(shù)等。但國內(nèi)汽車用塑料 復(fù)合材料無論用量、品種還是成型技術(shù)都還處于 較低的水平，主要存在的問題有：原材料供應(yīng)不 暢、專用樹脂牌號少、材料標準不一、成型工藝 及模具制造等有關(guān)工藝、技術(shù)問題還未能得到很 好的解決。

因此，從總體上看 ,我國汽車用塑料制 品的發(fā)展趨勢是，增加塑料原料品種和牌號，尤 其是在工業(yè)上用作功能件、結(jié)構(gòu)件的品種有待開 發(fā),提高模具開發(fā)和制造能力。 據(jù)報導(dǎo)，轎車零部件消耗的熱塑性塑料正以 年均超過 6%的速度遞增，而由于 PP 價格低廉且 性能優(yōu)越，汽車內(nèi)外飾件的發(fā)展將以 PP 為主，現(xiàn) 在市場上使用的 PP 零件占 42%的市場份額，且可 望以每年 8%的速度增長，特別是在汽車內(nèi)飾方 面。目前國外汽車內(nèi)飾件已基本實現(xiàn)塑料化，而 塑料在汽車中的應(yīng)用范圍正在由內(nèi)裝件向外裝 件、車身和結(jié)構(gòu)件擴展，今后的重點發(fā)展方向是 開發(fā)結(jié)構(gòu)件、外裝件用的增強塑料復(fù)合材料、高 性能樹脂材料與塑料，并對材料的可回收性予以 高度關(guān)注。

從品種上看，聚烯烴材料因密度小、 性能較好且成本低，近來有把汽車內(nèi)飾和外飾材 料統(tǒng)一到聚烯烴材料的趨勢，因此其用量會有較 大的增長。預(yù)計聚丙烯今后可保持 8%的年增長 率，聚乙烯的增長勢頭也比較強勁。復(fù)合型材料 在汽車零部件上的應(yīng)用也越來越顯示出強大的生 命力。汽車上使用復(fù)合材料的零件主要是儀表板、 門護板、頂蓋內(nèi)護板、地毯、座椅及包裹架護板， 它們基本上是由表皮（塑料、織物、地毯） ，隔音減振部分（泡沫或纖維）和骨架部分組成，這種 形式的零件除滿足一定的使用功能外，又使人感 到舒適美觀，而且由于這些材料生產(chǎn)工藝簡單， 成本低廉、適用性強而發(fā)展得比較迅速，它將是 今后汽車內(nèi)飾材料的主要發(fā)展方向。 尤其是高性能工程塑料，因其具有良好的機 械性能、綜合力學(xué)性能，還具有耐熱、耐酸、壽 命長、可靠性好等特點而越來越廣泛地用于汽車 工業(yè)，其前景非常好，例如發(fā)動機上的一些零部 件像調(diào)速閥、機動盤、氣流盤、水泵、輸油管、 皮帶輪罩、冷卻風(fēng)扇、油門踏板等已開始使用 PA、 PPS、PBT 等注塑或吹塑成型。 玻璃纖維增強塑料 具有質(zhì)輕、強度高、耐腐蝕、絕緣、耐瞬時高溫、 傳熱慢、隔音、防水、易著色、能透過電磁波、 成型方便、具有可設(shè)計性等優(yōu)點，被廣泛用于生 產(chǎn)保險杠、車頂蓋、導(dǎo)流罩、電瓶托架、擋泥板、 前臉部件、裙邊部件及車身殼體等。 為了有效合理地利用能源及原材料、降低汽 車成本，不同類型轎車內(nèi)飾件使用的材料可以歸 結(jié)到統(tǒng)一使用的幾種材料上，這樣事必會擴大這 幾種原料的生產(chǎn)規(guī)模，無論是在材料質(zhì)量方面還 是在成本方面都是最經(jīng)濟的。隨著汽車負荷的增 大，普通塑料已無法滿足高應(yīng)力零件如懸架彈簧、 高溫零件，如活塞等發(fā)動機零件，以及對表面質(zhì) 量要求越來越高的外板等部件的使用要求。對此 有兩個途徑可供選擇：一是采用纖維增強型復(fù)合 材料，飛機制造業(yè)已大量應(yīng)用，但對大批量生產(chǎn) 且要求成本低廉的汽車來說，其復(fù)合化的進程較 慢；二是采用高級工程塑料 EP 及較簡單的加工方 法則是人們所期望的。高級工程塑料 EP 的特點: 不僅機械強度高，而且綜合機械性能好；耐熱性、 耐久性優(yōu)良，壽命長 ,可靠性好；某一方面性能特 別好。高分子材料的發(fā)展方向除了高性能化外， 高功能化也是很有前途的。今后塑料在功能零部件上的開發(fā)利用將會十分活躍。

7 塑料在汽車上的應(yīng)用研究與發(fā)展趨勢

車用塑料的研究始于 20 世紀 50 年代，20 世 紀60 年代有了少量商品化制品， 20 世紀 70 年代 能源危機促進了汽車零件塑料化，產(chǎn)品由通用塑 料轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨こ趟芰蠟橹鳌?20 世紀 80 年代汽車用 塑料進入快速發(fā)展的時期，出現(xiàn)塑料覆蓋件和塑 料功能件，20 世紀 90 年代塑料的應(yīng)用向著功能結(jié) 構(gòu)件的方向發(fā)展，將來還要向汽車外部結(jié)構(gòu)件發(fā) 展。

報載 20 世紀 90 年代初，工業(yè)發(fā)達國家平均 每輛汽車使用塑料 100～130 公斤，2002 年增加到 337 公斤，占車重的 22.7%。據(jù)美國統(tǒng)計，每臺汽 車塑料用量 1960 年為 9 公斤，1970 年為 44 公斤， 1976 年為 90 公斤。汽車工業(yè)成了最大的塑料用戶 之一。美國用耐熱塑料制造發(fā)動機已成功。這種 塑料中混合有玻璃及碳纖維，強度高，可制造大 部分發(fā)動機零件，如汽缸體等。只有少部分承受 高負荷的活動零件，如曲軸、連桿等仍用金屬制 造。這種塑料發(fā)動機比金屬發(fā)動機約輕 50%，試 驗中省油率達到 12%～15%，而且噪聲比金屬發(fā) 動機低 30%。

據(jù)預(yù)測，到 2009 年，北美轎車和輕 型卡車塑料總需求量將再增加 25%。在汽車零部 件中，聚丙烯（ PP）是用量最大的熱塑性塑料， 僅北美每年的用量就可達到 27 萬噸。戴姆勒 -克 萊斯勒汽車公司正在研究開發(fā)了用巨型注塑機成 型翼子板、前照燈面板、發(fā)動機蓋、后圍板等， 一 旦成功將對整個汽車工業(yè)的加工方式產(chǎn)生革命性 的影響。目前該公司已在一些車輛上使用塑料翼 子板、后尾門，并將塑料整體結(jié)構(gòu)用在奔池 A 型 車和超微型車上。 汽車輕量化對于節(jié)能至關(guān)重要。

20 年來轎車 平均質(zhì)量已減輕 25％。汽車外裝塑料制品對于汽 車輕量化效果比較明顯。因此一直是汽車塑料化中比較關(guān)心的課題。與金屬相比，塑料的優(yōu)點是 密度小和使用性能好， 生產(chǎn)和產(chǎn)品加工的耗能少， 還可以用其制造復(fù)雜形狀的塑料制品，減少零件 數(shù)量及裝配工序。據(jù)專家推算，每采用 1 公斤塑 料可以使汽車的重量減輕 1.2 公斤。所有這些優(yōu)點 使國內(nèi)外汽車結(jié)構(gòu)采用塑料的趨勢有了很大的進 展。 汽車上塑料的使用量每年呈遞增趨勢，今后 的車用材料，正由金屬向塑料方向轉(zhuǎn)化。當(dāng)然， 從材料生產(chǎn)所消耗的能量來看，塑料生產(chǎn)有利于 節(jié)省能量、節(jié)省能源。塑料以石油為原料，其使 用結(jié)果，既可輕量化又可省能源。然而，塑料比 金屬材料的強度差，一般情況下，塑料化要隨之 增加零件壁厚，因此今后有待開發(fā)出既便宜又有 高強度的塑料。 減輕汽車質(zhì)量的措施之一是擴大塑料在汽車 上的應(yīng)用。

一輛小轎車的內(nèi)部裝飾件全都采用塑 料之后，能減輕質(zhì)量 183 公斤。一輛載貨汽車用 塑料制造汽油箱、風(fēng)扇、空氣濾清器殼、蓄電池 殼等零件以后，可以減輕質(zhì)量 100 公斤以上。尤 其是客車和轎車的車身，早期要用鋼骨架、鑲木 條，外包薄鋼板，改為包鋁皮后，質(zhì)量減輕還是 不多。自從采用塑料車身以后，不僅輕巧耐用， 而且容易制造、美觀大方、修理方便。此外，塑 料還可用來制造許多汽車零件。用塑料代替銅制 造門鎖、水箱、儀表、油管、燈座及各種襯套、 墊片，不僅可節(jié)約貴重的有色金屬銅，而且耐磨 性好，使用壽命長。尤其是各種塑料襯套本身具 有減磨性，不要經(jīng)常加注潤滑油，這也是汽車實 現(xiàn)免維護要求的一條重要途徑。由金屬向塑料方 向轉(zhuǎn)換確實可以達到輕量化的目的，但不可能將 所有金屬部件都塑料化。哪些零部件能塑料化、 輕量化能達到什么程度亟待研究和開發(fā)。

現(xiàn)時用高強度工程塑料代替金屬生產(chǎn)汽車，世界各國都廣為研究。經(jīng)過多年的研究，已基本 上解決了生產(chǎn)難題。最具有名聲的全塑汽車是美 國通用公司的土星汽車，其車身和車架采用新型 增強塑料。還有德國尼奧普蘭公司的全塑殼大型 轎車，質(zhì)量只有普通轎車的 43% ，可節(jié)省燃料 20%～30%。它的一輛試驗車橫穿撒哈拉沙漠， 能 耐70℃的高溫。且與 4lkm/h 時速的載貨汽車相撞 時，駕駛員和乘客均無損傷。 塑料近年來在汽車上的應(yīng)用越來越多，已由 內(nèi)外裝飾件向車身覆蓋件和結(jié)構(gòu)件方面發(fā)展。汽 車的內(nèi)飾件一般是指轎車車廂的隔板、門內(nèi)裝飾 板、儀表板總成、扶手、地毯等零部件和材料， 要求材料能夠滿足低光澤、防劃傷、耐沖擊的要 求。相對于車上其它部件而言，它們對車輛的運 行性能沒有什么影響，但其面目一覽無遺，代表 了整部車子的形象，決定著轎車的聲譽、

檔次和 人們選擇轎車的意向。另外，對于轎車來講，雖 然內(nèi)飾件只是一些輔助性的零配件，但它們要承 擔(dān)起減振、隔熱、吸音和遮音等功能，對汽車的 舒適性起到十分重要的作用。 汽車內(nèi)飾件所用塑料量占整車用塑料量的 56％。汽車內(nèi)飾件的質(zhì)量取決于材料。以前汽車 內(nèi)飾件多用金屬、木材和纖維紡織品等材料，外 觀和質(zhì)感都不甚理想，而且隨著環(huán)境保護意識日 趨濃厚，尋找一些可以回收利用，材質(zhì)安全性能 高，加工方便的材料來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的材料，已經(jīng)成 為各國汽車制造業(yè)的研究與開發(fā)的內(nèi)容。熱塑材 料集結(jié)了韌性好、強度大、隔熱好、質(zhì)地輕、耐腐蝕、富有彈性和手感好，成本低等一系列優(yōu)點， 因此受到人們的歡迎。以往占車用材料 50％以上 的傳統(tǒng)鋼鐵材料正在日益被更輕、強度更高的塑 料制品所取代。

在汽車的外飾方面，前后保險杠、 車身裝飾條、散熱器隔柵、燈類等都采用塑料材 料，以減輕外物體對車身的沖擊力。另外，塑料 還具有吸收和衰減振動和噪聲的能力，可以提高 乘坐的舒適性。 在現(xiàn)代轎車設(shè)計的諸多條件當(dāng)中，為了輕量 化和降低成本，在設(shè)計上采用塑料具有重要的意 義。今后的車用材料，正由金屬向塑料方向轉(zhuǎn)化。 從材料生產(chǎn)所消耗的能量來看，塑料生產(chǎn)有利于 節(jié)省能量、節(jié)省能源。塑料以石油為原料，其使 用結(jié)果，既可輕量化又可省能源，可以說是一舉 兩得。但塑料比金屬材料的強度差，一般情況下， 塑料化要隨之增加零件壁厚，因此今后有待開發(fā) 出既便宜又有高強度的塑料。