改性塑料材料在汽车上的应用及技术要求
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新材料在新能源汽车领域中的应用随着新能源汽车的快速发展,新材料在这一领域中的应用也变得越来越重要。
新材料在汽车制造中的应用,不仅可以提高汽车的性能和安全性,同时还能够减轻车辆的重量,提高能源效率,从而改善汽车的燃油经济性。
本文将从新材料的种类、在新能源汽车中的应用和未来发展趋势三个方面来探讨新材料在新能源汽车中的应用。
一、新材料的种类新材料的种类非常丰富,这些材料都可以用于汽车制造中。
其中一些广泛应用的新材料如下:1. 高强度钢:高强度钢是一种优质的轻量材料,能够减轻汽车重量,同时又可以提高车身强度和安全性能。
2. 改性塑料:改性塑料是一种耐高温、高强度、轻质的材料,可用于便携式电池外壳、车身组件等。
3. 碳纤维:碳纤维是一种轻质、高强度、高性能的材料,可用于汽车的车身和底盘,以提高汽车的刚度和耐久性。
4. 铝合金:铝合金具有高强度、耐腐蚀、轻质等优点,可用于汽车的车身和制动系统等。
5. 锂离子电池:锂离子电池是一种高能量密度、长寿命的电池,是电动汽车的主要能量来源。
二、新材料在新能源汽车中的应用新材料在新能源汽车中的应用十分广泛,主要体现在以下几个方面。
1. 减轻车重新材料可以大幅度减轻汽车重量,从而提高汽车的燃油经济性和能效。
例如,高强度钢、碳纤维等材料的应用可以有效地减轻车重,并提高车身刚度和密封性,从而改善汽车的行驶稳定性和安全性。
2. 提高能源效率新材料的应用还可以提高车辆的能源效率。
例如,轮胎和制动系统的材料和结构的改进可以降低能量消耗和抵抗力,从而提高汽车的能效和性能。
3. 提高电池效率在新能源汽车中,电池是非常重要的部分,影响着整个车辆的性能和使用寿命。
采用高性能的碳纤维、硅基精细化技术、高韧性陶瓷等材料,可提高电池的适应性、安全性和能量密度,提高汽车的续航里程和使用寿命。
4. 改善驾驶体验新材料的应用可以改善汽车的驾驶体验,如良好的隔音、减少震动和稳定性等。
例如,利用新型高弹性橡胶或者多层隔音材料制造座椅和可调节的悬挂系统,能有效地减少车内噪音和震动,提高驾驶舒适性。
玻纤改性塑料的原理应用1. 玻纤改性塑料的介绍玻纤改性塑料是指通过添加玻璃纤维增强剂而使塑料性能得到改进的一种材料。
玻纤改性塑料在工业领域应用广泛,具有优异的力学性能、导电性能和阻燃性能。
本文将介绍玻纤改性塑料的原理及其应用。
2. 玻纤改性塑料的原理玻纤改性塑料的改性效果主要依赖于添加的玻璃纤维增强剂。
玻璃纤维增强剂通过与塑料基体混合,形成纤维增强的复合材料结构,从而提高塑料的强度、刚度和耐热性。
2.1 玻璃纤维增强剂的特性玻璃纤维增强剂是一种细长的纤维材料,具有以下特性: - 高强度:玻璃纤维具有较高的拉伸强度,能够增强塑料的抗拉强度和弯曲强度。
- 高刚度:玻璃纤维具有很高的刚度,可以提高塑料的刚度和抗变形能力。
- 耐高温性:玻璃纤维具有较高的耐高温性,可以增加塑料的耐热性能。
- 耐腐蚀性:玻璃纤维具有优异的耐腐蚀性,可以提高塑料的耐腐蚀性能。
2.2 玻纤改性塑料的制备方法玻纤改性塑料的制备过程主要包括以下几个步骤: 1. 玻璃纤维预处理:玻璃纤维通常需要进行表面处理,以提高与塑料基体的粘接能力。
2. 材料混合:将预处理过的玻璃纤维与塑料基体进行混合,形成均匀的复合材料。
3. 热压成型:将混合好的材料放入热压机中,进行高温高压下的热压成型,使玻纤分布均匀、与塑料基体充分结合。
4. 后处理:通常需要对成型后的复合材料进行去毛刺、切割、表面处理等工艺。
3. 玻纤改性塑料的应用由于玻纤改性塑料具有优异的性能,广泛应用于以下领域:3.1 汽车制造玻纤改性塑料能够提高汽车零部件的强度和刚度,使其更耐用、更安全。
在汽车制造中,玻纤改性塑料常用于制造车身部件、内饰件、座椅构件等。
3.2 电子产品玻纤改性塑料具有良好的绝缘性能和导电性能,能够用于电子产品的外壳、连接器等部件的制造。
其耐热性和耐腐蚀性也使其成为电子产品的理想材料。
3.3 建筑领域玻纤改性塑料具有较好的耐候性和耐腐蚀性,常用于建筑领域的管道、墙体板材、屋顶等材料的制造。
汽车工业助力塑料改性技术的开发和应用肖军摘要:改性塑料行业是我国飞速发展的塑料工业领域重要的方面军,也是在高分子材料加工与应用领域,学术上、技术上、产业上最为活跃,发展前景最为广阔。
汽车行业是改性工程塑料应用的新兴领域,我国汽车消费潜力巨大,它很有发展前景。
针对塑料改性技术将成为行业持续发展的动力,介绍了汽车常见的塑料改性技术,分析了塑料改性技术研发的重点和热点,指出了我国汽车工业的发展将给改性塑料行业带来生机。
关键词:汽车领域塑料改性应用发展改性塑料广泛应用于汽车、家电、农业、建筑、电子电器、轻工及军工等行业领域。
尤其汽车行业是改性工程塑料应用的新兴领域,我国汽车消费潜力巨大,它很有发展前景。
因此,改性塑料的技术进展与应用,是目前塑料行业一个很热门的话题,改性塑料行业是我国飞速发展的塑料工业领域重要的方面军,也是在高分子材料加工与应用领域,学术上、技术上、产业上最为活跃,发展前景最为广阔的领域之一。
一、塑料改性技术将成为行业持续发展的动力塑料改性是指通过物理的、化学的或者物理、化学相结合的方法使塑料材料的性能发生人们预期的变化、或使生产成本降低、或使其某些性能得以改善、或是被赋予全新功能的过程。
改性的过程大多数情况下是在塑料加工企业中的混合、混炼设备中进行的。
以物理方法改性为主的改性手段有填充、共混和增强,在这些改性过程中,往往伴随着多种化学反应,但由于这些化学反应是在聚合物已经形成后进行的,因此可以在产量可控的混合、混炼机组上通过机械加工来加以控制,从而可以在生产合成树脂的大型石油化工企业和生产具体塑料制品的塑料加工企业之间形成一个相对独立的行业,即以生产具有多种用途和特性的中间粒子料为主要产品的专业化队伍。
经过多年的发展,已初步形成以填充母料和各种功能母料、改性塑料专用料为主要产品的新兴行业,为我国塑料工业持续快速的发展做出了突出贡献。
改性塑料广泛应用于汽车、家电、农业、建筑、电子电器等行业领域。
改性pc现状及应用改性PC(改性聚碳酸酯)是一种用于模具制造的高性能塑料材料,具有优异的物理性能和化学耐性。
它是聚碳酸酯(PC)的改性版,通过在聚碳酸酯基础上引入增强剂和填料,使其具有更高的强度、硬度和耐热性。
改性PC在制造行业中被广泛应用,下面将详细介绍其现状和应用。
一、改性PC的现状改性PC作为一种高性能塑料材料,具有广阔的市场前景和应用潜力。
目前,全球的改性PC市场正在不断发展,各个地区的需求量都在增加。
根据市场研究数据,改性PC的市场规模正在逐年增长,预计到2025年将达到XX亿美元。
改性PC的主要供应商主要集中在亚洲地区,如中国、日本和韩国。
这些地区拥有成熟的制造技术和供应链体系,能够满足全球市场的需求。
同时,随着全球制造业的转移和升级,亚洲地区的改性PC供应将继续增加。
二、改性PC的应用1. 汽车行业改性PC在汽车行业中有广泛的应用。
它可以用于制造汽车零部件,如车身外壳、仪表盘、中控台、门板等。
改性PC的高强度和耐热性使其能够承受汽车运行过程中的高温和高压力,并提供良好的抗冲击性能。
此外,改性PC还具有优异的抗化学腐蚀性能,能够抵御汽车尾气和化学物质的腐蚀,延长汽车零部件的使用寿命。
2. 电子行业改性PC在电子行业中也有广泛应用。
它可以用于制造手机壳、电视外壳、电脑外壳等电子产品的外部结构。
改性PC的高硬度和抗刮耐磨性能使其能够保护电子产品的内部组件,并提供良好的外观效果。
此外,改性PC还具有良好的耐候性能,可以抵御紫外线和氧化物的侵蚀,保持电子产品的外观长久如新。
3. 医疗器械改性PC在医疗器械领域也有广泛的应用。
它可以用于制造手术器械、医疗仪器、医用外壳等。
改性PC具有优异的生物相容性和抗菌性能,能够保证医疗设备的安全性和卫生性。
同时,改性PC还具有良好的耐高温和耐腐蚀性能,能够满足医疗器械在高温高压灭菌环境下的使用需求。
4. 工业设备改性PC在工业设备领域中也有广泛的应用。
它可以用于制造工业机械、仪器仪表、水处理设备等。
PA材料常见改性⽅法及应⽤增强PA,MC尼龙,芳⾹族PA塑料在⽣活中应⽤⼴泛,改性的品种也种类繁多,常见的有增强PA,透明PA,⾼抗冲(超韧)PA,电镀PA,导电PA,阻燃PA,PA与其它聚合物共混物和合⾦等,满⾜不同的特殊要求,作为各种结构材料,⼴泛⽤作⾦属、⽊材等传统材料的替代合⾦等,品。
PA材料改性⽅法玻纤增强PA:玻璃纤维增强PA的成型⼯艺与未增强时⼤致相同,但因流动较增强前差,所以注射压⼒和注射速度要适当提⾼,机筒温度提⾼10-40℃。
耐候PA:在PA中加⼊了碳⿊等吸收紫外线的助剂,这些对PA的⾃润滑性和对⾦属的磨损⼤⼤增强,成型加⼯时会影响下料和磨损机件。
因此,需要采⽤进料能⼒强及耐磨性⾼的螺杆、机筒、过胶头、过胶圈、过胶垫圈组合。
透明PA:具有良好的拉伸强度、耐冲击强度、刚性、耐磨性、耐化学性、表⾯硬度等性能,透光率⾼,与光学玻璃相近,加⼯温度为300--315℃,成型加⼯时,需严格控制机筒温度,熔体温度太⾼会因降解⽽导致制品变⾊,温度太低会因塑化不良⽽影响制品的透明度。
模具温度尽量取低些,模具温度⾼会因结晶⽽使制品的透明度降低。
阻燃PA:⼤部分阻燃剂在⾼温下易分解,释放出酸性物质,对⾦属具有腐蚀作⽤,因此,塑化元件(螺杆、过胶头、过胶圈、过胶垫圈、法兰等)需镀硬鉻处理。
⼯艺⽅⾯,尽量控制机筒温度不能过⾼,注射速度不能太快,以避免因胶料温度过⾼⽽分解引起制品变⾊和⼒学性能下降。
尼龙的⼒学性能、耐磨性、⾃润滑性优良,成型加⼯较好,然⽽在吸⽔率、尺⼨稳定性和电性能上存在缺陷,耐⾼低温⽅⾯的性能也需要提升。
有需求就会有制造,改性尼龙专⽤材料通过填充增强、共混等⽅法得到了很多⽅⾯的提升,就是这样,改性尼龙材料的使⽤范围才不断地扩⼤,愈⽤愈⼴。
改性PA材料的下游应⽤改性尼龙PA以其优异的机械性能、耐热、耐油、耐化学腐蚀、耐⽼化、耐低温等性能,⼴泛⽤于汽车、机车、通讯、电⼦电⽓、机械、兵器、航空航天、办公机器、家电、建筑、体育⽤品等⾏业。
随着汽车向轻量化方向的发展,塑料在汽车上的用量日益增加。
在各类汽车用诸多塑料品种中,对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)工程塑料在汽车的上的开发与应用,一直是汽车工业和塑料工业关注的焦点。
PBT作为一种结晶性饱和聚酯,结晶快速,易成型;熔点高达225℃,耐热性佳;吸水率低,尺寸稳定性佳;摩擦系数低,耐磨耗;耐化学品、溶剂、耐候性佳;弯曲蠕变性佳;阻燃级别高;通过各种改性加工手段可以获得满足各种汽车部件不同功能要求的改性PBT材料,加之其优异的性能,使各种增韧、填充、增强PBT及PBT合金材料在汽车中获得了广泛应用,并且不断有新的技术及应用问世。
PBT工程塑料在汽车内外饰以及电气中的具体应用包括:烟灰缸、门锁系统、车镜、门把手、车灯框、保险杠、雨刷炳、保险丝盒、连接器、点火系统、车灯插座等。
汽车内饰材料应具有高耐温、低光泽、高耐候等突出的性能;外饰件除要求有内饰件的功能外,还要求具有高强度、高韧性、耐环境条件性能及耐冲击性能等;电气部件则要求材料阻燃、绝缘。
(1)汽车烟灰缸:出于对其阻燃、耐温的需要,该材料可采用高阻燃改性PBT,热变型温度高达200℃以上。
(2)汽车门把手:门手柄不仅是启、闭门的功能件,而且也是装饰件车门把手选用热塑性塑料。
可采用玻纤增强PBT,具有耐气候、化学药品及高的刚度的特点。
(3)汽车门锁系统:汽车门锁系统要求高分子材料具有良好的刚性和尺寸稳定性,并且门窗频繁升降导致较高的环境温度,改性PBT工程塑料刚性出色,耐高温,是这一领域理想的工程塑料。
(4)汽车前大灯饰框作为一种兼具功能性的外饰件,车灯装饰圈已成为汽车个性化设计的重要组成部分。
根据车灯饰圈的使用环境、长期使用性、配光、壁厚和装配等方面的特殊性,通常要求材料必须具有高耐热、低雾值、高表面光泽、高刚性和韧性等属性。
车灯框架可用30%玻纤增强PBT,因它有高热变形温度,与玻璃金属有良好的粘结性,抗弯强度高等。
具有耐高温、高强度、高刚性、尺寸稳定和抗蠕变等特性。
汽车用改性PP材料性能开发与应用作者:张祎阳来源:《科学与财富》2016年第01期摘要:本文从PP材料的改性原理,汽车用改性PP材料的性能要求出发,阐述了汽车用改性PP材料的开发研制过程,并通过实例说明,开发出来的新产品已在汽车上得到了广泛应用。
关键词:改性 PP 树脂收缩率共混一、前言随着汽车工业的不断发展,节能与环保成为了汽车工业的两大课题,而工程塑料以其重量轻、设计空间大、制造成本低、性能优异、功能广泛,最终能使汽车在轻量化、安全性和制造成本几方面获得更多的突破,从而成为了二十一世纪汽车工业最好的选择。
近十年来随着科技进步,塑料在汽车上的应用获得了巨大的发展,已由普通的装饰用途,发展至制造结构性及功能性的部件,其应用领域已扩展到整车的各大总成系统,零件数量已超过整车零件数量的10%。
而在汽车用诸多塑料品种中,各类PP(聚丙烯)材料在汽车上的开发与应用,一直是汽车工业和塑料工业关注的焦点。
通过各种改性加工手段可以获得满足各种汽车部件不同功能要求的改性PP材料,加之其优异的性能价格比,使各种增韧、填充、增强PP材料在汽车各大总成系统中获得了广泛应用。
并且不断有一些新的技术及应用正在或即将问世。
目前,发达汽车工业国家单车PP材料的用量达到近40kg,占整车塑料材料应用量的1/3,成为汽车上所有塑料材料中用量最大的品种。
二、PP材料改性原理PP(聚丙烯)是继尼龙之后发展的又一优良树脂品种,它是一种高密度、无侧链、高结晶的线性聚合物,由于其来源广泛、密度小、力学均衡性好、耐化学腐蚀、易加工及价格低廉等突出优点,因而被广泛使用。
但通用PP材料收缩率(成型收缩率:1.0-2.5%)大,制品尺寸稳定性差,容易产生翘曲变形;低温易脆断,低温韧性差;耐光老化、耐热老化性能差等缺点。
无法满足汽车保险杠、仪表板、护风圈、发动机风扇等部件的特殊使用要求,因此必须对通用PP材料进行改性。
利用溶度参数相近的两种或两种以上的聚合物材料及助剂在一定的温度下进行机械掺混,得到一种新材料的方法叫机械共混改性法。
言,4种增强改性聚丙烯材料在汽车上的应用案例。
汽车上除少量部件采用纯PP树脂加工外,大部分部件采用改性PP材料进行加工。
1、橡胶或弹性体增韧增强改性PP在PP中加入橡胶或弹性体是PP常用的增韧方法,加入适量的橡胶或弹性体后,PP的抗冲击性能能得到较大幅度的提高。
用于PP增韧的橡胶主要有:三元乙丙橡胶(EPDM)、二元乙丙橡胶(EPR)、顺丁橡胶、异丁橡胶等。
用于PP增韧的热塑性弹性体主要有聚烯烃弹性体(POE)、TPV、SBS等。
由于其溶解度参数以及粘度与PP相近,所以增韧PP的效果最好。
图:会通新材料PP+EPDM-T10应用于门板,实现减重25%,具有易成型,表面无缩痕特性。
图:会通新材料PP+EPDM-TD20应用于薄壁保险杆,具备高流动,低线性膨胀系数,高油漆附着力,良好尺寸稳定性特性。
图:PP+EPDM-TD20应用于保险杆下护板,具有免喷涂,良好外观,绿色环保特性。
图:博禄DAPLEN™EH126AEC:弹性体增强,13%矿物填充PP改性材料,应用于东风AX7前保险杆,具有低密度,高弹性模量和高流动性,在冲击与刚性间取得平衡,良好的喷血性能及尺寸稳定性,实现薄壁2.5mm设计。
2、无机矿物增强改性PP常用PP改性无机矿物填料主要有碳酸钙、云母、硅灰石、滑石、高岭土、二氧化硅、二氧化钛、硫酸钙等。
图:硅酸盐矿物在增强聚丙烯中的应用(聚石化学)目前,研究应用最为广泛的有滑石粉、蒙脱土、硅灰石等。
图:博禄DAPLEN™EF011AIC,5%矿物填充改性PP材料,应用于探歌低密度门板,具有低填充,零件重量降低,低气味,优良的表面质量特性。
图:普利特滑石粉填充改性微发泡PP材料,应用于门板,具有减轻重量,表面外观良好,材料力学性能损失较少的特性。
图:南京聚隆PP-TD20,20%滑石粉填充增强PP应用于尾门内饰板,减重35%,更具成本优势,强度与韧性平衡,尺寸稳定性良好。
3、长玻纤增强改性PP(LGFPP)玻纤增强改性PP材料尤其是长玻纤增强PP(LGFPP)材料在汽车部件上的应用(如在前端模块、仪表板骨架、车门模块、后车门挡板、底盘盖板、电池托架等)是多年来的研究热点之一长玻纤增强pp塑料是指含有玻璃纤维长度在10到25mm的改性聚丙烯复合材料,经过注塑等工艺形成三维结构,长玻纤增强PP在120℃时的高温疲劳强度是普通玻纤增强PP的2倍,具有更高的综合性能。
汽车用改性PP材料系列PP材料以性价比高、密度小、耐热性能优异、耐化学药品腐蚀、易成型加工和回收利用等特性在汽车上得到了广泛的应用。
汽车上除少量部件采用纯PP树脂加工外,大部分部件采用改性PP材料进行加工。
常见的汽车用改性PP材料主要有薄壁高刚、抗菌、长玻纤增强、低VOC、低气味、免喷涂PP材料、微发泡PP材料等。
薄壁高刚PP材料保险杠、翼子板等汽车零部件的薄壁化已经成为汽车用塑料改性技术的重要方向之一,薄壁高刚PP材料因为有高流动性、高刚性、高韧性而应用于汽车内外饰,包括仪表板、门板、立柱、保险杠、门槛等。
薄壁高刚PP材料可满足薄壁注塑成型要求,满足壁厚减少带来的强度损失,满足碰撞要求,减少产品重量的同时,可缩短注塑成型周期,提高生产效率。
抗菌PP材料抗菌PP材料对沾污在塑料上的细菌、霉菌、醇母菌、藻类甚至病毒等起抑制或杀灭作用,通过抑制微生物的繁殖来保持自身清洁。
聚赛龙抗菌PP材料具有高强度、高韧性,可抑制细菌霉菌生长,主要应用于汽车内饰件。
长玻纤增强PP材料长玻纤增强PP材料是指含有玻璃纤维长度在10到25mm的改性PP复合材料,经过注塑等工艺形成三维结构,比普通的玻纤增强PP具有更高的综合性能,在各领域有着广泛的应用,尤其是在汽车领域。
长玻纤增强PP材料在汽车领域的应用包括保险杠、挡泥板、发动机罩、仪表盘、车门、座椅靠背、暖气机叶轮、车门板集成模块、汽车仪表盘骨架、冷却风扇及柜架、车顶窗框架/压条、保险杠、自锁刹车系统、小轴和齿轮零件、汽车行李架和缓冲器、汽车蓄电池外壳/托架、镁铝浇注制件、轿车座椅骨架、齿轮箱外壳、汽车踏板/刹车板支撑、电机过滤器罩、汽车雨刷器支架等,可替代目前大量使用的短玻纤增强尼龙或金属材料,帮助汽车实现轻量化。
聚赛龙长玻纤增强PP材料在汽车领域的应用主要有前端模块、换挡器底座、底护板、天窗排水槽、后视镜支架、门内板、油门踏板、卡车保险杠支架等。
低VOC、低气味PP材料针对车内环境环保要求,聚赛龙开发了乘用车内饰专用低气味PP材料。
新型工程塑料改性研究和应用一、概述工程塑料作为目前应用最广泛的高性能材料之一,在汽车、电子、航空航天等领域中有广泛的运用。
为了拓展工程塑料的应用领域和提高其性能,研究人员近年来不断探索新型工程塑料改性的方法和应用。
本文将就新型工程塑料改性的研究进展与应用方向进行系统的阐述。
二、改性方法1.增韧剂改性增韧剂改性是目前应用最广泛的工程塑料改性方法之一。
增韧剂(通常为橡胶颗粒)的加入可以有效提高工程塑料的韧性和耐冲击性。
例如,ABS树脂是由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物和苯乙烯-丁二烯共聚物、增韧剂和其他添加剂组成的。
ABS树脂被广泛应用于电子、家电等领域中。
2.改性共混共混是将两种或两种以上的聚合物混合制成一种材料。
共混物的性质时常比单独使用其中任何一种原料略好。
工程塑料共混改性是通过混合两种或两种以上的工程塑料来获得新的材料,以实现提高塑料的力学、物理和化学性能的目的。
例如, PC/ABS 共混物可以在保持PC的高温性能、透明度和抗紫外线性能的同时,具有ABS的良好耐冲击性。
3.纳米改性纳米技术近年来的发展已经使工程塑料的性能有了质的飞跃。
纳米填料可以使聚合物(聚苯乙烯、聚丙烯等)或增韧剂之类的流动性高的组成成分增加,从而有效改善材料性能。
例如,添加5% 纳米氧化硅微粒之后,聚碳酸酯的机械性能得到了极大的改善(如:强度,断裂应变等),但是透明度方面表现欠佳。
三、应用领域1.汽车制造随着汽车普及程度的加深,消费者对汽车质量要求越来越高。
因此,提高汽车零部件的性能成为了必然趋势。
应用高性能工程塑料,能够有效提高汽车零部件的耐冲击性、耐温性、耐油性等。
例如, PPS 可以用作发动机散热器,PBT 可以用于脚踏板和汽车仪器板、PA6 可以用于汽车灯座和许多其他装置、2.电子产品随着电子产品的逐渐微型化,电子产品必须满足更高的机械性能和热稳定性要求。
工程塑料其中之一 PA12,它具有高温、耐热、耐-40℃低温等特性,可以应用于电子产品外壳、插头、开关和电线绝缘套管等。