塑料
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1）汽车零部件对塑料的性能要求 要求具有一定的抗拉强度、抗压强度、剪 切强度和冲击强度。 要求具有一定的耐热性。 要求具有抗蠕变性。 要求具有尺寸稳定性。 （2）塑料件材料及其发展趋势
配件名称 发动机罩
塑料类型 玻璃纤维增强材料
发展方向 层压纤维增强塑料，碳纤 维增强塑料，尼龙66（玻 璃纤维增强），尼龙66 （无机填料增强）
狭义工程塑料：环氧树脂（EP）、聚甲醛 （POM）、尼龙树脂（PA）、聚碳酸酯 （PC）、聚对苯二甲酸乙二脂醇（PET）、聚 丁烯对苯二酸盐（PBT）、聚苯醚（PPO）、 聚苯硫醚（PPS）、聚砜（PSF）、氟化树脂 （PTFE）等。 特殊工程塑料：邻苯二甲酸两个烯丙脂树脂 （DAP）、有机硅聚合物（Si）、聚酰亚胺树 脂（PI）、 双马来酰亚胺—三氮甲苯（BT）、 烯烃—乙烯醇共聚物（GL树脂）、聚酰胺亚 胺（PAI）、聚芳脂（PAR聚合物）、聚醚砜 （PESF）、聚甲基戊烯（TPX树脂）、聚醚 酮（PEEK）
（2）按用途分类 1）通用塑料 种类：聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯 乙烯（PS）、酚醛树脂（PF） 特点：产量大、价格低、通用性强、用途广泛 2）工程塑料 特点：优良的综合力学性能、耐热性好、耐久性 好、寿命长，可靠性好。 种类： 工程性通用塑料：不饱和聚酯（PU）、聚甲基 丙烯酸甲酯（有机玻璃PMMA）、尿素、三聚 氰胺（UF、MF）、硬质聚氯乙烯（PVC）、 ABS树脂（ABS）
4）塑料的热膨胀系数要比金属大3~10倍， 容易受温度的变化而影响尺寸的稳定。 5）塑料在日光、大气、长期负荷或某些介 质作用下，会发生“老化”现象，表现为 缓慢氧化、变色、开裂及机械强度下降等。
2.塑料的组成 塑料以合成树脂为基材，加入适量的添加 剂，以增加其工艺性能与使用性能。 合成树脂：为塑料的主要成分，它将全部 组分胶粘在起来，决定和影响塑料的介 电性能，理化性能和力学性能。 热固性树脂：酚醛、氨基、环氧树脂、聚 氨酯、不饱和聚酯等。 热塑性树脂：聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙 烯、聚甲醛、聚丙烯等。
特点 降噪、降低 成本，轻量 化
空气滤清 器外壳 连接油管 油箱 汽油泵， 阀零件 化油器零 件，喉管
聚丙烯
聚丙烯夹层钢板，尼龙G， 轻量化，降 聚酰胺、聚丙烯（玻璃纤 低成本 维＋无机填料增强） 聚酰胺 聚烯烃，尼龙，聚丙烯 氟素树脂，聚苯硫醚（玻 璃纤维增强），尼龙＋丁 腈橡胶 酚醛树脂—G，发泡丁腈 橡胶（浮子） 耐冲击性， 耐汽油性 轻量化
3.塑料的分类 （1）按热性能和成型特点分类 1）热塑性塑料 凡受热软化，冷却后硬化，此过程可多次及反复 进行的塑料称为热塑性塑料。 特点：成型工艺简单、生产周期短、废旧塑料可 回收、耐热性和刚性差。 2）热固性塑料 凡一次加热成型后，再不能通过加热使其软化、 溶解的塑料。 特点：刚性好，耐热性好、受压不易变形、生产 周期长、不能回收利用。
5.2 塑料
塑料是一种以有机合成树脂为主要成分的 高分子材料，通常在加热、加压条件下 被注塑或固化成型。
一、塑料的性能、组成与分类
1.一般塑料、工程塑料的性能特点 （1）质量轻： 一般塑料的密度0.83~2.2kg/m3，只有铁的1/8~1/4, 是铝的1/2左右。有的塑料，如聚丙烯，密度只 有0.9~0.91kg/cm3，可以浮在水面，至于泡沫塑 料，其密度仅为0.3kg/m3,左右。 用工程塑料制备汽车零部件，可以大幅度减轻汽车 的质量，降低油耗。汽车车身改用塑料后一般可 比钢制的轻15%~30%，使汽车自身质量减轻。
二、汽车上的塑料制品及发展趋势
汽车上的塑料制品根据其应用部位，可分为内装件、 外装件和功能件等。到目前为止，世界各国汽车的 塑料内饰化已基本完成，今后，塑料化的主要方向 是着重发展车身覆盖件等塑料复合材料的外装件及 功能件，主要任务是减轻自重，提高防锈质量，降 低成本等。 塑料由于其具有质量轻，良好的图案设计性，自润性， 腐蚀性且成型自由等优点而被广泛应用于汽车性能 要求不高的部位；但又由于强度不足，耐热性差， 耐疲劳性差而在功能部件，结构件，高强度零件， 外装件上的应用受到限制。但随着纤维增强技术的 发展，高级工程塑料的应用，使汽车在轻量化上进 步很快。
（2）汽车主要塑料内饰件和使用材料
零件名 仪表板衬垫 仪表板 杂物箱 仪表板下杂物盒 除霜器喷嘴 烟灰皿 转向盘 防滑板 手操纵杆 前立柱装饰 立柱装饰 控制台 座椅扶手 主要原材料 （ABS＋PVC） ABS PP PP PP PF PP、PU PP PP ABS PP ABS PVC表皮＋发泡聚 氨酯＋PE 要求的主要性能 耐光，安全性 尺寸稳定性，耐热性 铰接性 价格 价格 耐热性 耐热性，软感觉 价格 价格 耐热性 成形性，价格 成形性、二次加工 缓冲性 柔软性，耐寒性 今后开发的材料 聚氨酯模压套 复合PP
PBT 热塑性弹性体
PP硬质PU
3.塑料在汽车外装件上的应用
配件名称 塑料类型 保险杠 玻璃纤维增强 材料＋泡沫橡 胶，聚氨酯 发展方向 展望 复合聚丙烯（橡胶），聚氨酯， 普通车以聚丙烯保 聚碳酸酯，纤维增强塑料＋不 险杠为主，高级车 饱和聚酯，聚乙烯＋橡胶 以玻璃纤维复合聚 氨酯保险杠为主 聚氯乙烯，纤维增强材料 塑料 聚丙烯，尼龙 聚丙烯，不饱和聚酯，纤维增 强材料 层压纤维增强塑料，碳纤维增 强塑料 防止涂膜损伤，向 大型化发展 为降低空气阻力而 加大反应 轻量化 轻量化，防锈
聚氯乙烯 聚乙烯，尼龙 玻璃纤维增强材料， 尼龙，聚氯乙烯 玻璃纤维增强材料， 尼龙，聚氟乙烯，聚 丙烯，聚甲醛聚酰亚 胺，聚苯硫醚
隔热性，耐 汽油性
2.塑料在汽车内装件上的应用 聚丙烯（PP）由于价格低，内饰件上应用范围广， ABS树脂的强度高，刚性好，耐高温，易于将 装饰材料和软质表面粘结在一起，降低成本。 玻璃纤维增强泡沫RIM聚氨酯，用其制成的门板 比玻璃纤维门板轻15％～30％，强度、吸声性、 安全性好。RIM是反应注塑模成型，是一种高 反应性、高生产率的成型技术。 新型泡沫聚氨酯，易浇注到基板上，还可增加基 板的刚度，用来制作各种形状的内饰件。 复合噪声控制薄膜9343，一种可放在螺钉与塑料 基板之间，防摩擦的产品，也可放在车门把手 与车门饰板之间，专门降噪。
（2）塑料电池 在聚乙炔等电导性聚合物上包层金属的薄 箔，浸入电解液，引出导线，即可制成 二次电池。 功能特点： 单位质量的储电容量大。其理论容量是铅 电池的2.3倍，镉电池的1.25倍。 释放电压高；具有较高的功率输出密度； 形状成型自由；无公害，不必担心镉等重 金属污染。
（3）光导纤维 性能特点：光导纤维有以信号的多重传输方式传送 大量信息的光导纤维特性；导线长度极短；导线 质量轻等。 分类：二氧化碳系；PMMA系的塑料纤维 （4）塑料磁铁 将铁氧体、稀土类钴、阿尔科尼铜等硬质磁性粉末 用塑料粘结剂填充形成塑料磁铁。 作为粘结剂的有热可塑性尼龙6、尼龙11和尼龙12， 聚丙烯或热可塑性的环氧树脂、酚醛树脂等。 塑料磁铁具有塑料的优良成形性与磁铁相结合的优 点。 在汽车上主要用于刮水器电机的磁场带，蓄电池液 面传感器上。
侧保险杠 阻流板 车顶盖 挡泥板
玻璃纤维增强 ABS树脂，增强聚氨酯，复合 材料，聚丙烯， 聚丙烯，碳纤维增强材料 增强聚砜 玻璃纤维增强 材料，ABS夹 层塑料板 玻璃纤维增强塑料，聚氨酯， 碳纤维增强塑料
车门
轻量化，防锈
4.塑料在功能零件上的应用 （1）电导性塑料 性能特点：质量轻，加工容易，有足够的机械强 度，耐药性优良；但其氧化稳定性差，一般采 用其他的氧化稳定性好的塑料涂覆表面的方法 加以解决。 分类：①复合型电导性塑料 其基体聚合物掺入电导性填料；主要用于保温罩、 电阻元件、同轴连接器、IC包装材料、罩、盖 等。 ②电导性高分子化合物 其本身具有电导性；作为电磁波屏蔽材料、电极 材料、太阳能电池材料等。
添加剂：填料和增强材料用来增强塑料的强度， 改善尺寸稳定性，降低成本； 填充剂用来改善塑料的自润性，耐热性，强度， 防老化。 增塑剂用来提高塑料可塑性，柔韧性，降低热变 形温度； 固化剂用来使树脂在加工中硬化。 稳定剂用来增强塑料在热、光作用下的稳定性， 抑制老化速度，提高抗氧性能； 润滑剂用来防止对设备或模具的粘附； 抗静电剂保护塑料的安全性，不易吸尘； 阻燃剂增加塑料的难燃性。
（2）比强度高：工程塑料的强度比钢低， 但它的质量却比钢要小得多，从单位质 量的强度来看，工程塑料可以说是材料 中最高的，如玻璃纤维增强的环氧树脂 （玻璃钢），它的比强度要比钢高二倍 左右。 （3）化学稳定性好：一般塑料对酸、碱、 盐溶剂等化学物品均具有良好的抗蚀能 力，如聚四氟乙烯能抵抗“王水”的腐 蚀。
（4）绝缘性好：几乎所有塑料都有良好 的绝缘性，可与陶瓷、橡胶及其他绝缘 材料相媲美，所以塑料被广泛应用在电 器设备上。 （5）特殊性能好 有的塑料摩擦系数很高，如石棉酚醛塑料， 其摩擦系数在0.3以上，可作制动、传动 的零件。 有的塑料具有很低的摩擦系数及良好的耐 磨性，是制造轴承的好材料。
（6）吸振好消声效能好：塑料对于吸振和消声 有良好的效果，使用时可以减少振动与噪声。 这一特点在汽车车身上，尤其是轿车车身上的 作用尤为突出。 （7）塑料也有某些不足之处： 1）塑料的强度不如金属材料。 2）塑料的耐温性能较低，一般塑料只能在100℃ 一下工作，少数塑料能在20℃以下工作。 3）塑料的导热性比较差，导热系数只有金属的 1/200~1/600，这对散热不利，使用塑料零件时 要考虑散热，例如，为了更好地散热，与塑料 齿轮啮合的另一齿轮往往用金属材料制造。
（1）对汽车内饰材料的要求 作为汽车的类似材料，要求美观、舒适， 便于灵活设计，有良好的装饰性能；耐 磨损、易清洁、易清洗、有足够的抗撕 裂强度、使用寿命长；有一定的透气性 和吸湿性，隔音、防振。质量轻、无异 味；有一定的抗腐蚀性，阻燃、耐温、 色泽持久；具有抗静电性，能防止在使 用过程中积带电荷而引起人体电击。
配件名称 发动机罩
塑料类型 玻璃纤维增强材料
发展方向 层压纤维增强塑料，碳纤 维增强塑料，尼龙66（玻 璃纤维增强），尼龙66 （无机填料增强）
狭义工程塑料：环氧树脂（EP）、聚甲醛 （POM）、尼龙树脂（PA）、聚碳酸酯 （PC）、聚对苯二甲酸乙二脂醇（PET）、聚 丁烯对苯二酸盐（PBT）、聚苯醚（PPO）、 聚苯硫醚（PPS）、聚砜（PSF）、氟化树脂 （PTFE）等。 特殊工程塑料：邻苯二甲酸两个烯丙脂树脂 （DAP）、有机硅聚合物（Si）、聚酰亚胺树 脂（PI）、 双马来酰亚胺—三氮甲苯（BT）、 烯烃—乙烯醇共聚物（GL树脂）、聚酰胺亚 胺（PAI）、聚芳脂（PAR聚合物）、聚醚砜 （PESF）、聚甲基戊烯（TPX树脂）、聚醚 酮（PEEK）
（2）按用途分类 1）通用塑料 种类：聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯 乙烯（PS）、酚醛树脂（PF） 特点：产量大、价格低、通用性强、用途广泛 2）工程塑料 特点：优良的综合力学性能、耐热性好、耐久性 好、寿命长，可靠性好。 种类： 工程性通用塑料：不饱和聚酯（PU）、聚甲基 丙烯酸甲酯（有机玻璃PMMA）、尿素、三聚 氰胺（UF、MF）、硬质聚氯乙烯（PVC）、 ABS树脂（ABS）
4）塑料的热膨胀系数要比金属大3~10倍， 容易受温度的变化而影响尺寸的稳定。 5）塑料在日光、大气、长期负荷或某些介 质作用下，会发生“老化”现象，表现为 缓慢氧化、变色、开裂及机械强度下降等。
2.塑料的组成 塑料以合成树脂为基材，加入适量的添加 剂，以增加其工艺性能与使用性能。 合成树脂：为塑料的主要成分，它将全部 组分胶粘在起来，决定和影响塑料的介 电性能，理化性能和力学性能。 热固性树脂：酚醛、氨基、环氧树脂、聚 氨酯、不饱和聚酯等。 热塑性树脂：聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙 烯、聚甲醛、聚丙烯等。
特点 降噪、降低 成本，轻量 化
空气滤清 器外壳 连接油管 油箱 汽油泵， 阀零件 化油器零 件，喉管
聚丙烯
聚丙烯夹层钢板，尼龙G， 轻量化，降 聚酰胺、聚丙烯（玻璃纤 低成本 维＋无机填料增强） 聚酰胺 聚烯烃，尼龙，聚丙烯 氟素树脂，聚苯硫醚（玻 璃纤维增强），尼龙＋丁 腈橡胶 酚醛树脂—G，发泡丁腈 橡胶（浮子） 耐冲击性， 耐汽油性 轻量化
3.塑料的分类 （1）按热性能和成型特点分类 1）热塑性塑料 凡受热软化，冷却后硬化，此过程可多次及反复 进行的塑料称为热塑性塑料。 特点：成型工艺简单、生产周期短、废旧塑料可 回收、耐热性和刚性差。 2）热固性塑料 凡一次加热成型后，再不能通过加热使其软化、 溶解的塑料。 特点：刚性好，耐热性好、受压不易变形、生产 周期长、不能回收利用。
5.2 塑料
塑料是一种以有机合成树脂为主要成分的 高分子材料，通常在加热、加压条件下 被注塑或固化成型。
一、塑料的性能、组成与分类
1.一般塑料、工程塑料的性能特点 （1）质量轻： 一般塑料的密度0.83~2.2kg/m3，只有铁的1/8~1/4, 是铝的1/2左右。有的塑料，如聚丙烯，密度只 有0.9~0.91kg/cm3，可以浮在水面，至于泡沫塑 料，其密度仅为0.3kg/m3,左右。 用工程塑料制备汽车零部件，可以大幅度减轻汽车 的质量，降低油耗。汽车车身改用塑料后一般可 比钢制的轻15%~30%，使汽车自身质量减轻。
二、汽车上的塑料制品及发展趋势
汽车上的塑料制品根据其应用部位，可分为内装件、 外装件和功能件等。到目前为止，世界各国汽车的 塑料内饰化已基本完成，今后，塑料化的主要方向 是着重发展车身覆盖件等塑料复合材料的外装件及 功能件，主要任务是减轻自重，提高防锈质量，降 低成本等。 塑料由于其具有质量轻，良好的图案设计性，自润性， 腐蚀性且成型自由等优点而被广泛应用于汽车性能 要求不高的部位；但又由于强度不足，耐热性差， 耐疲劳性差而在功能部件，结构件，高强度零件， 外装件上的应用受到限制。但随着纤维增强技术的 发展，高级工程塑料的应用，使汽车在轻量化上进 步很快。
（2）汽车主要塑料内饰件和使用材料
零件名 仪表板衬垫 仪表板 杂物箱 仪表板下杂物盒 除霜器喷嘴 烟灰皿 转向盘 防滑板 手操纵杆 前立柱装饰 立柱装饰 控制台 座椅扶手 主要原材料 （ABS＋PVC） ABS PP PP PP PF PP、PU PP PP ABS PP ABS PVC表皮＋发泡聚 氨酯＋PE 要求的主要性能 耐光，安全性 尺寸稳定性，耐热性 铰接性 价格 价格 耐热性 耐热性，软感觉 价格 价格 耐热性 成形性，价格 成形性、二次加工 缓冲性 柔软性，耐寒性 今后开发的材料 聚氨酯模压套 复合PP
PBT 热塑性弹性体
PP硬质PU
3.塑料在汽车外装件上的应用
配件名称 塑料类型 保险杠 玻璃纤维增强 材料＋泡沫橡 胶，聚氨酯 发展方向 展望 复合聚丙烯（橡胶），聚氨酯， 普通车以聚丙烯保 聚碳酸酯，纤维增强塑料＋不 险杠为主，高级车 饱和聚酯，聚乙烯＋橡胶 以玻璃纤维复合聚 氨酯保险杠为主 聚氯乙烯，纤维增强材料 塑料 聚丙烯，尼龙 聚丙烯，不饱和聚酯，纤维增 强材料 层压纤维增强塑料，碳纤维增 强塑料 防止涂膜损伤，向 大型化发展 为降低空气阻力而 加大反应 轻量化 轻量化，防锈
聚氯乙烯 聚乙烯，尼龙 玻璃纤维增强材料， 尼龙，聚氯乙烯 玻璃纤维增强材料， 尼龙，聚氟乙烯，聚 丙烯，聚甲醛聚酰亚 胺，聚苯硫醚
隔热性，耐 汽油性
2.塑料在汽车内装件上的应用 聚丙烯（PP）由于价格低，内饰件上应用范围广， ABS树脂的强度高，刚性好，耐高温，易于将 装饰材料和软质表面粘结在一起，降低成本。 玻璃纤维增强泡沫RIM聚氨酯，用其制成的门板 比玻璃纤维门板轻15％～30％，强度、吸声性、 安全性好。RIM是反应注塑模成型，是一种高 反应性、高生产率的成型技术。 新型泡沫聚氨酯，易浇注到基板上，还可增加基 板的刚度，用来制作各种形状的内饰件。 复合噪声控制薄膜9343，一种可放在螺钉与塑料 基板之间，防摩擦的产品，也可放在车门把手 与车门饰板之间，专门降噪。
（2）塑料电池 在聚乙炔等电导性聚合物上包层金属的薄 箔，浸入电解液，引出导线，即可制成 二次电池。 功能特点： 单位质量的储电容量大。其理论容量是铅 电池的2.3倍，镉电池的1.25倍。 释放电压高；具有较高的功率输出密度； 形状成型自由；无公害，不必担心镉等重 金属污染。
（3）光导纤维 性能特点：光导纤维有以信号的多重传输方式传送 大量信息的光导纤维特性；导线长度极短；导线 质量轻等。 分类：二氧化碳系；PMMA系的塑料纤维 （4）塑料磁铁 将铁氧体、稀土类钴、阿尔科尼铜等硬质磁性粉末 用塑料粘结剂填充形成塑料磁铁。 作为粘结剂的有热可塑性尼龙6、尼龙11和尼龙12， 聚丙烯或热可塑性的环氧树脂、酚醛树脂等。 塑料磁铁具有塑料的优良成形性与磁铁相结合的优 点。 在汽车上主要用于刮水器电机的磁场带，蓄电池液 面传感器上。
侧保险杠 阻流板 车顶盖 挡泥板
玻璃纤维增强 ABS树脂，增强聚氨酯，复合 材料，聚丙烯， 聚丙烯，碳纤维增强材料 增强聚砜 玻璃纤维增强 材料，ABS夹 层塑料板 玻璃纤维增强塑料，聚氨酯， 碳纤维增强塑料
车门
轻量化，防锈
4.塑料在功能零件上的应用 （1）电导性塑料 性能特点：质量轻，加工容易，有足够的机械强 度，耐药性优良；但其氧化稳定性差，一般采 用其他的氧化稳定性好的塑料涂覆表面的方法 加以解决。 分类：①复合型电导性塑料 其基体聚合物掺入电导性填料；主要用于保温罩、 电阻元件、同轴连接器、IC包装材料、罩、盖 等。 ②电导性高分子化合物 其本身具有电导性；作为电磁波屏蔽材料、电极 材料、太阳能电池材料等。
添加剂：填料和增强材料用来增强塑料的强度， 改善尺寸稳定性，降低成本； 填充剂用来改善塑料的自润性，耐热性，强度， 防老化。 增塑剂用来提高塑料可塑性，柔韧性，降低热变 形温度； 固化剂用来使树脂在加工中硬化。 稳定剂用来增强塑料在热、光作用下的稳定性， 抑制老化速度，提高抗氧性能； 润滑剂用来防止对设备或模具的粘附； 抗静电剂保护塑料的安全性，不易吸尘； 阻燃剂增加塑料的难燃性。
（2）比强度高：工程塑料的强度比钢低， 但它的质量却比钢要小得多，从单位质 量的强度来看，工程塑料可以说是材料 中最高的，如玻璃纤维增强的环氧树脂 （玻璃钢），它的比强度要比钢高二倍 左右。 （3）化学稳定性好：一般塑料对酸、碱、 盐溶剂等化学物品均具有良好的抗蚀能 力，如聚四氟乙烯能抵抗“王水”的腐 蚀。
（4）绝缘性好：几乎所有塑料都有良好 的绝缘性，可与陶瓷、橡胶及其他绝缘 材料相媲美，所以塑料被广泛应用在电 器设备上。 （5）特殊性能好 有的塑料摩擦系数很高，如石棉酚醛塑料， 其摩擦系数在0.3以上，可作制动、传动 的零件。 有的塑料具有很低的摩擦系数及良好的耐 磨性，是制造轴承的好材料。
（6）吸振好消声效能好：塑料对于吸振和消声 有良好的效果，使用时可以减少振动与噪声。 这一特点在汽车车身上，尤其是轿车车身上的 作用尤为突出。 （7）塑料也有某些不足之处： 1）塑料的强度不如金属材料。 2）塑料的耐温性能较低，一般塑料只能在100℃ 一下工作，少数塑料能在20℃以下工作。 3）塑料的导热性比较差，导热系数只有金属的 1/200~1/600，这对散热不利，使用塑料零件时 要考虑散热，例如，为了更好地散热，与塑料 齿轮啮合的另一齿轮往往用金属材料制造。
（1）对汽车内饰材料的要求 作为汽车的类似材料，要求美观、舒适， 便于灵活设计，有良好的装饰性能；耐 磨损、易清洁、易清洗、有足够的抗撕 裂强度、使用寿命长；有一定的透气性 和吸湿性，隔音、防振。质量轻、无异 味；有一定的抗腐蚀性，阻燃、耐温、 色泽持久；具有抗静电性，能防止在使 用过程中积带电荷而引起人体电击。