車用塑料大集合!輕量非金屬材料到底有哪些?(一)
做為關鍵性的輕量非金屬材料,近年來汽車上使用量迅速攀升,并呈現(xiàn)“以塑代鋼”的態(tài)勢。改性塑料在汽車上分別是包含聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)等三種改性多樣、應用豐富的典型車用塑料。改性塑料因其良好的成本優(yōu)勢、出色的減重效果、優(yōu)良的綜合性能,成為了汽車行業(yè)十分重要的輕量化材料。
汽車輕量化是從滿足汽車使用要求和安全,及其生產成本控制條件下,盡可能的降低汽車整車整備質量,進而提升汽車的動力性,降低燃料消耗,降低排氣污染。汽車輕量化主要包含輕量化材料、先進工藝、結構優(yōu)化三個層面,當中輕量化材料的使用是促進汽車減重最明顯的途徑。
一、背景發(fā)展趨勢
據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會前不久發(fā)布的消息,2022年中國汽車產銷分別完成2702.1萬輛和2686.4萬輛(同比分別增長3.4%和2.1%),持續(xù)14年位列世界第一。
汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展,為經濟發(fā)展賦予了強勁活力,大大改善了人們的生活水平,如果處理不當也使得能源和環(huán)境問題日益突出。研究發(fā)現(xiàn),汽車輕量化是節(jié)能減排的有效方法,燃油車整車整備質量每降低10%,油耗可降低6%~8%,排放可以減少4%;而電動車整車整備質量每降低10kg,續(xù)航里程可提升2.5km。
二、典型車用塑料
1、聚丙烯(PP)車用性
PP可以說是最輕的塑料,密度只有0.89~0.91g/cm3,且擁有良好的綜合性能及價格優(yōu)勢,是相當好的的汽車輕量化材料。PP適用共聚、交聯(lián)、填充、增強等各種改性方式靈活,種類豐富,是車用塑料中使用量最大的、頻次最高、增長最快的品種。以中級車為例子,PP類材料的選用頻次高達30%,其使用量占整車塑料使用量的50%之上。
用改性PP制造的汽車零部件超出60余種,當中保險杠、儀表板、車門內板、空調器件等用量較多,累計使用量超出車用PP總量60%。
2、聚酰胺(PA)
PA具備良好的力學性能、耐熱性、耐磨性、耐化學藥品性和自潤滑性,又有一定的阻燃性能,便于加工成型,廣泛用于汽車、電器、特種設備等行業(yè)。依據(jù)結構中二元胺和二元酸或氨基酸含有碳原子數(shù)的差異,能制得多種不同PA,如PA6,PA66,PA11,PA12等。當中PA6和PA66是車用PA的主要品種,全世界一半以上的PA6和PA66用作汽車行業(yè)。
3.丙烯腈-丁二烯-
4、苯乙烯塑料(ABS)
ABS性價比高,主要應用于機械、汽車、電子電器等領域。2021年,全世界ABS產能超過1200萬噸,而國內產能為456萬噸,但國內ABS消費量達580萬噸,而汽車、摩托車、電動車的消費總數(shù)量占14%左右。