Применение модифицированных пластиков в автомобилях на фоне облегчения

Легкий вес — это эффективный способ для автомобилей добиться энергосбережения и сокращения выбросов, а также имеет большое значение для устойчивого развития автомобильной промышленности и человечества.Легкий автомобиль в основном включает в себя три аспекта: легкие материалы, передовые технологии и оптимизация конструкции.Среди них применение легких материалов является наиболее прямым способом снижения веса автомобиля.Модифицированный пластик стал важным легким материалом в автомобильной отрасли благодаря его хорошему экономическому преимуществу, отличному эффекту снижения веса и отличным комплексным характеристикам.Освоение статуса исследований применения модифицированных пластиков в автомобилях очень важно для дальнейших исследований и применения автомобильных пластиков и автомобильных легких материалов.

1. Обзор модифицированных пластиков для автомобилей

Модифицированный пластик — это материал с однородным внешним видом, полученный путем использования смолы первичной формы в качестве основного компонента, добавок, которые могут улучшить характеристики смолы в качестве вспомогательных компонентов, а также с помощью технических средств, таких как наполнение, упрочнение, упрочнение, смешивание и легирование.Модифицированный пластик является символом высоких технологий, высоких характеристик и высокого качества пластиковых изделий и широко используется в аэрокосмической, автомобильной промышленности, бытовой технике и других областях.

Что касается разновидностей, к сортам пластика с большим потреблением относятся полипропилен (ПП), полиуретан (ПУР), полиамид (ПА), поливинилхлорид (ПВХ), акрилонитрил-бутадиен-стирольный пластик (АБС), поликарбонат (ПК) и т. д. , среди которых наиболее распространены в автомобильной модификации ПП, ПА и АБС.С точки зрения применения модифицированные пластмассы широко используются во внутренних и внешних деталях, конструктивных и функциональных деталях автомобилей.Среди них к деталям интерьера относятся центральная консоль, приборная панель и декоративные панели;Внешние детали включают решетки воздухозаборников, бамперы и декоративные детали;к конструктивным деталям относятся передние рамы и каркасы колонн;К функциональным деталям относятся автомобильные фары, впускные коллекторы, топливные баки и т. д., которые представляют собой автозапчасти с большим количеством модифицированного пластика.

2. Автомобильное применение и модификация ПП.

ПП считается самым легким пластиком и является идеальным легким материалом для автомобилей.ПП подходит для различных модификаций, таких как сополимеризация, сшивание, наполнение и армирование, и является наиболее используемой и быстрорастущей разновидностью автомобильных пластиков.Обычный полипропилен имеет плохую стойкость к старению, воспламеняемость, большую усадку при формовании, легкое коробление изделий, ударную вязкость и прочность, которые необходимо улучшить, поэтому его необходимо модифицировать, чтобы он соответствовал требованиям использования автозапчастей.

К типичным модификациям и применениям автомобильного ПП относятся:

① Армированный и закаленный ПП можно получить, объединив с ПП эластичность и неорганические наполнители.Среди них эластомеры включают EPDM или этилен-октеновый сополимер (ПОЭ), а неорганические наполнители включают тальк, карбонат кальция, каолин и т. д.Армированный и закаленный полипропилен в основном используется для автомобильных деталей большого объема, из многих материалов и с хорошей ударопрочностью, таких как бамперы, приборные панели и дверные обшивки.

② Длинный ПП, армированный стекловолокном (LGFPP), может быть изготовлен путем комбинирования длинного стекловолокна (10–25 мм) с ПП.По сравнению с короткими стекловолокнами LGFPP обладает лучшим сопротивлением ползучести и меньшей плотностью, чем металл и термореактивные композитные материалы, а вес тех же деталей можно уменьшить на 20–50%.LGFPP часто используется в автомобильных передних модулях, рамах приборной панели, кронштейнах аккумуляторов, кронштейнах сидений, дверных рамах и т. д. Среди них полностью пластиковый передний модуль может формовать детали для литья под давлением с несколькими металлическими деталями, что может уменьшить вес на 30–40 % при одновременном упрощении структуры интерфейса.

③Используя ПП в качестве матрицы и химического пенообразователя в качестве источника газа, посредством вспенивания инжекцией, вспенивания выдувным формованием, экструзионного вспенивания и других процессов микровспенивания в продукте можно получить микроячейки размером 80-350 мкм.Вспенивание модифицированного ПП позволяет снизить вес пластиковых изделий на 10–20 %, что более чем на 50 % легче металла и других материалов.Его можно использовать для задних дверей автомобиля, потолков, воздуховодов и других компонентов.

④Устойчивый к царапинам полипропилен можно получить путем добавления устойчивых к царапинам силиконовых и амидных веществ, которые в основном используются для деталей интерьера автомобилей, таких как автомобильные консоли, приборные панели и внутренние панели дверей.

3. Автомобильное использование и модификация ПА.

ПА обладает хорошими механическими свойствами, термостойкостью, износостойкостью, химической стойкостью и самосмазкой, обладает определенной огнестойкостью, легко обрабатывается и формуется и широко используется в автомобилях, электроприборах, специальном оборудовании и других областях.Среди них ПА6 и ПА66 являются основными разновидностями автомобильных ПА.Хотя ПА имеет хорошие характеристики, все еще существуют недостатки в водопоглощении, стабильности размеров и ударной вязкости, а огнестойкость требует дальнейшего улучшения.

Типичными модификациями и применением автомобильных PA являются:

① Добавьте от 20% до 40% GF к PA66, чтобы получить PA66/GF, его прочность на изгиб может достигать 310 МПа, ударная вязкость с надрезом составляет около 25,4 Дж/м, водопоглощение составляет около 0,9%, а степень усадки при формовании составляет всего 0,3%.Обладая отличными общими характеристиками, он часто используется в термостойких функциональных деталях, таких как капоты двигателя, воздухозаборные трубы и радиаторы;

②Использование композитной огнезащитной системы, состоящей из галогенированных антипиренов и триоксида сурьмы, может улучшить огнезащитный класс PA6, а огнестойкий модифицированный PA6 часто используется в корпусах аккумуляторов электромобилей, кронштейнах, накладках и т. д.

③ Используйте смесь полимеров или добавьте монтмориллонит, диоксид кремния и другие неорганические частицы для укрепления и повышения жесткости PA11 и PA12.После модификации он не только имеет низкое водопоглощение, хорошую маслостойкость, но также обладает хорошей прочностью и ударной вязкостью.Это идеальный материал для автомобильных маслопроводов, таких как топливные трубки и тормозные масляные трубки.

С постепенным развитием автомобильного ПА для замены металлических деталей, высокотекучий, термостойкий, безгалогеновый огнестойкий ПА стал горячей точкой исследований в отрасли.Высокая текучесть позволяет не только повысить эффективность производства деталей из полиамида, снизить затраты на обработку, но и улучшить внешний вид автозапчастей;Высокотермостойкий ПА не только подходит для работы в высокотемпературных рабочих средах выше 200 °C, но также требует хорошего сохранения характеристик при высоких температурах;Хотя антипирены на основе галогенов обладают высокой огнезащитной эффективностью и мало влияют на механические свойства материалов, при горении они выделяют густой дым и вредные газы, в то время как антипирены на основе фосфора, азота, неорганических металлов и без наногалогенов огнестойкие ПА будут более экологически чистыми и безопасными.

4. Использование и модификация АБС в автомобилестроении.

ABS имеет умеренную цену и широко используется в машиностроении, автомобилях, электронных приборах и других областях.Детали из АБС-пластика имеют гибкую конструкцию, легко формуются и удобны для гальваники, окраски и сварки.Они широко используются во внутренней и внешней отделке, а также в конструктивных деталях автомобилей.Количество АБС, используемого в автомобилях, составляет около 8% от общего количества пластиков, используемых в автомобилях.АБС содержит боковые фенильные группы, цианогруппы и ненасыщенные двойные связи, которые создают благоприятные условия для модификации смеси.Разработка и производство его смесей является наиболее активным направлением модификации полимерных смесей.

Помимо термостойких, армированных волокном и огнестойких модификаций, типичные модификации сплавов и области применения автомобильного АБС включают:

①Сплав ABS/PC обладает превосходной текучестью, ударопрочностью при низких температурах и температурой термической деформации и часто используется в рамах приборной панели, декоративных полосах, решетках рассеивания тепла и т. д.;

②Сплав ABS/PA имеет низкую плотность, хорошую прочность, легкость формования и устойчивость к высоким температурам, его можно использовать для розеток кондиционеров, приборных панелей, наружных украшений и т. д.;

③Сплав АБС/ПВХ не только устойчив к низким температурам, ударопрочности, легко формуется, но также обладает хорошей огнестойкостью и коррозионной стойкостью и часто используется в автомобильных приборных панелях, уплотнителях дверей и окон;

④Сплав АБС/полибутилентерефталата (ПБТ) обладает размерной стабильностью, химической стойкостью, ударопрочностью и превосходной текучестью, что имеет большое значение для крупных пластиковых деталей автомобилей и может использоваться для автомобильных приборных панелей, бамперов, сидений и т. д.

Благодаря широкому применению модифицированных деталей из АБС-пластика в автомобилях, особенно с развитием процесса полной пластификации автомобильных салонов, антибактериальный, антистатический и малошумный автомобильный АБС-пластик стал новой горячей точкой в ​​отрасли.

5. Использование транспортных средств и модификация других пластиков.

В дополнение к трем вышеупомянутым автомобильным пластикам с различными модификациями и широким спектром применений, в автомобилях также полностью представлены модификации и специальное использование полиуретана, ПК, полиэтилена и ПОМ.

К материалам PUR относятся пенопласт, покрытия, клеи и т. д., тогда как модифицированный PUR для транспортных средств представляет собой в основном огнестойкий пенопласт с низким содержанием летучих органических соединений и синтетическую кожу, например, энергопоглощающие блоки бамперов, наполнители крыши дверей, ткани сидений и т. д.

ПК обладает хорошей ударопрочностью, стабильностью размеров, легкостью обработки и формования, но плохой коррозионной стойкостью. Его применение в автомобилях часто основано на сплавах, таких как упрочненные эластомером сплавы ПК/ПБТ и сплавы ПК/полиэтилентерефталат (ПЭТ) для автомобильных дверных рам. , боковые ограждения, крылья и т. д. В то же время ПК также обладает уникальным высоким коэффициентом пропускания света, высоким показателем преломления, высокой термостойкостью. ПК и сплав ПК/полиметилметакрилата (ПММА) часто используются в автомобильных фарах и окнах.

Полиэтилен обладает хорошей устойчивостью к низким температурам, химической стабильностью и стойкостью к химической коррозии, в то время как сшитый полиэтилен имеет сетчатую структуру и является термореактивным, а его износостойкость, устойчивость к растрескиванию под напряжением, атмосферостойкость и термостойкость улучшены.

ПОМ – самая прочная термопластичная смола, ее твердость, прочность и жесткость сравнимы с металлом.В то же время ПОМ также обладает хорошей стойкостью к химической коррозии, самосмазыванию и маслостойкости.После модификации по усилению и ужесточению он часто заменяет медь, алюминий, цинк и другие металлические материалы для изготовления автомобильных подшипников, шестерен и других деталей;

Ожидается, что с внедрением многочисленных политик по контролю загрязнения пластиком во всем мире биоразлагаемые пластмассы, такие как модифицированная полимолочная кислота (PLA), полибутиленсукцинат (PBS) и полигидроксиалканоат (PHA), как ожидается, станут новыми фаворитами автомобильных пластиков.Сырьем PLA является молочная кислота, которая является типичным представителем биоразлагаемых пластиков.В основном его синтезируют из ресурсов биомассы, таких как кукурузный крахмал, и часто используют в автомобильной сфере в виде модификации, армированной волокном.Цена на PBS относительно низкая, и он также является важным сортом для исследований, разработок и применения биоразлагаемых пластиков в стране и за рубежом, имея хорошую рыночную перспективу.В настоящее время ПГА в основном используется в виде текстиля для автомобильных ковриков и чехлов на сиденья.Ожидается, что в будущем он будет модифицирован с точки зрения низкого содержания летучих органических соединений, антистатических, огнестойких и механических свойств, чтобы способствовать дальнейшему его применению в автомобильной сфере.

6. Заключение

Легкий вес — это не только эффективный способ добиться энергосбережения и сокращения выбросов автомобилей, но и важный способ повысить независимый инновационный потенциал национальной автомобильной промышленности.Модифицированный пластик стал незаменимым легким материалом для автомобилей благодаря его выгодному экономическому преимуществу, отличному эффекту снижения веса и отличным комплексным характеристикам.«Три высоких и один низкий» ПП, высокая текучесть, высокая термостойкость, безгалогенный огнестойкий ПА широко используются в автомобилях.Антибактериальный, антистатический и малошумный автомобильный ABS позволил добиться большого количества достижений.Модификация и специальное применение ПУ, ПК, ПЭ и ПОМ также полностью продемонстрированы в автомобилях, и наступает эра биоразлагаемых пластиков для автомобилей.

NANJING HAISI является профессиональным производителем модифицированных пластиковых экструдеров. Мы поставляем двухшнековые экструдеры, одношнековые экструдеры, экструдеры для переработки пластмасс, двухступенчатые экструдеры, лабораторное оборудование, машины для смешивания и подачи, машины для охлаждения и гранулирования, дробильные машины и так далее.