汽车材料-项目六 任务一 汽车用高分子材料
高分子材料在汽车制造中的应用研究
高分子材料在汽车制造中的应用研究摘要：随着汽车制造工艺的不断发展，高分子材料在汽车制造中的应用逐渐增加。
本文将着重探讨高分子材料在汽车制造中的应用研究，并分析其在提升汽车性能、改善乘坐舒适度和减少能源消耗等方面所起到的影响。
引言：高分子材料是由大量单体分子通过化学键连接而成的材料，具有轻质、高强度、抗腐蚀等特性。
这些特性使得高分子材料在汽车制造中得到广泛应用。
在过去的几十年里，汽车制造商不断探索高分子材料的潜力，并在车身、内饰、发动机部件等方面进行了广泛的应用研究。
一、高分子材料在车身制造中的应用车身是汽车的重要组成部分，直接关系到外观设计、车辆结构强度和碰撞安全性能。
高分子材料能够满足车身轻量化的需求，提高汽车燃油经济性，减少能源消耗。
例如，聚合物基复合材料可以用于制造车身结构件，其具有较高的比强度和刚度，同时具有较好的吸能性能，能够在碰撞事故中有效保护车内乘员的安全。
二、高分子材料在内饰制造中的应用汽车内饰是提高乘坐舒适度和美感的关键因素之一。
高分子材料在内饰制造中发挥了重要作用。
例如，使用塑料材料代替传统的金属材料可以降低汽车的重量，提高燃油经济性。
此外，高分子材料还具有更好的音、热隔离性能，能够降低内饰噪音和温度，提升乘坐舒适度。
三、高分子材料在发动机部件制造中的应用发动机是汽车的核心部件，对汽车性能和能效有着重要影响。
高分子材料的应用可以提高发动机部件的耐热性、耐磨性和耐腐蚀性。
例如，使用高温耐热塑料可以制造发动机罩，有效减少热气体的散失，提高发动机的工作效率。
此外，高分子材料还具有较低的磨损率和摩擦系数，能够减少零部件的磨损和能源消耗，延长发动机的使用寿命。
四、高分子材料在悬挂系统制造中的应用悬挂系统是汽车悬挂装置的核心组成部分，直接影响到汽车的操控性能和乘坐舒适度。
高分子材料在悬挂系统制造中有着广泛的应用。
例如，使用聚合物基复合材料制造悬挂弹簧可以减轻汽车重量，提高悬挂系统的回弹性能。
高分子材料及其在汽车中的应用简介
Part 5
常用汽车高 分子 玻纤增强尼龙 • 尼龙结构中具有大量酰胺键，氢键的作用加上结构规整， 使尼龙材料易结晶、强度高。添加玻纤后可进一步增加尼 龙的拉伸强度、弯曲强度、耐热性，并使尼龙的成型收缩 率和吸水率大幅度降低。 • 应用于汽车发动机的周边部件,进气歧管、气缸罩盖、发 动机周边电控系统、传动系统、散热风扇等。
Part 3 汽车外饰中的 应用 汽车轻量化的关键是使用轻质、安全、高性能的材料， “以 塑代钢”是汽车轻量化最主要途径，发达国家将汽车用塑料 量作为衡量汽车设计和制造水平高低的一个重要标志。
外饰件
内饰件
结构件
14
汽车保险杠
Part 3
汽车外饰中的 应用
保险杠蒙皮都采用PP/EPDM材料，或采用PP/弹性体体系。汽车 保险杠除了以改性PP为主外，还经常采用的材料有PC/ABS合金 、PC/PBT合金和SMC材料（玻璃钢的一种，由不饱和聚酯、玻璃 纤维等组成），PC/PBT制成的保险杠常用于高档车。
良好的加工性能 • 高分子材料具有非常好的加工性能。通过不同高分子材料的
组合,以及挤出、注塑、压延、吹塑等成型加工方法,制得成 具有各种不同形状、不同性能、不同颜色的、不同功能的高 分子汽车材料，
11
Part 2
高分子材料性能特点
高分子材料 优势
优良的综合性能 • 高分子材料具有多功能性，可满足各种功能性要求。 • 通过材料结构调整以及改性等途径,可使高分子材料具备各
Part 1
认识高分子 材料
7
高分子材料发展历程 •现代高分子发展
Part 1
认识高分子 材料
8
Part 1
认识高分子 材料
常用高分子材LDPE
汽车高分子材料
汽车高分子材料
合成纤维
其他应用
挡泥板
行李箱侧装饰板
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轮胎帘子线 汽车高分子材料
高分子基复合材料筋+混 凝土
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汽车高分子材料
高分子基复合材料
按基体 分类
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汽车高分子材料
高分子基复合材料
按增强 体分类
复合材料
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汽车高分子材料
汽车高分子材料
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2020/11/24
汽车高分子材料
高分子材料简介
定义：一种相对分子量较高的化合物构成的材料。
天然
高分子材料 半合成
按来源分类
合成
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汽车高分子材料
高分子材料简介
高分子材料
按分子结构和 热性能分类
热塑性高分子材料
热固性高分子材料
高分子材料
按特性分类
塑料
纤维
纤维
再生纤维
粘胶纤维 …
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按来源分类
合成纤维
“五大纶” 氨纶 …
汽车高分子材料
合成纤维
合成纤维（synthetics）是化学纤维的一种，是用合成高分子化合物 做原料而制得的化学纤维的统称。
聚对苯二甲酸乙二酯(涤纶)
汽
聚丙烯纤维(丙纶)
车 常
聚酰胺纤维(锦纶)
用
聚丙烯腈纤维(腈纶)
聚乙烯醇缩甲醛纤维(维纶)
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汽车高分子材料
高分子基复合材料
碳纤维增强
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汽车高分子材料
高分子基复合材料
碳纤维增强
RTM工艺案例
学习单元五 认识汽车的高分子材料
材料名称
使用温度范 围
特性
用途
丁腈橡胶 -40～120℃ 丙烯酸酯 -30～150℃ 橡胶 硅橡胶 -100～ 200℃
耐油、耐磨 广泛用于一般油封、脂封 、机械强度 燃料系油封、减震油封等 大 耐油、耐温油封，在高温 耐热、耐高 齿轮油接触的严酷条件使 温、耐药品 用 耐热、耐寒 高温下高速运动用密封， 、压变小 超低温下使用 耐热、耐高 高温严酷条件下使用的油 温油、耐药 封，耐化学药品性密封 品
学习单元五 认识汽车的高分子材料
任务一 认识汽车的橡胶材料
一、橡胶材料的分类
橡胶按原材料分为天然橡胶和合成橡胶。 1.天然橡胶
天然橡胶材料是指以天然橡胶为生胶制成的橡胶材料，代号为NR。天然橡胶属 于通用橡胶，它具有优良的弹性，弹性温度范围为70℃~130 ℃ ，它也具有较高 的强度和优异的抗疲劳性、耐磨性、耐寒性、防水性、减振性、绝热性和电绝
曲挠性优良
机酸和碱。
油封，
橡胶名称
优点
缺点
常用部件
丁基橡胶
（IIR）
气密性优异，耐热性，耐寒性， 汽车内胎，蒸气胶管，减 硫化速度慢，自粘性与 减震及电性能都很好，耐酸碱 震制品，硫化水胎，胶布， 互粘性差， 和耐极性溶剂。 衬里和密封条等
氯丁橡胶的物理性能和天然橡 低温时变硬，贮藏稳定 氯丁橡胶 （CR） 胶相似，耐天候、耐热、耐油 性差，电绝缘性不好，
氟橡胶
-40～250℃
3、橡胶密封条
一般汽车用塑料密封条材料为聚氯乙烯（PVC），通过挤出或者注射的方法制成； 对于有特殊要求的汽车用塑料密封条可选用聚碳酸酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚
物、改性聚氯乙烯等。
4、制动皮碗和皮圈 橡胶皮碗一般用于液压式单管路制动系统中，由于汽车向高速和高制动性能发展，液压 传递压力也有了很大的提高，要求橡胶皮碗工作环境温度范围更宽，能承受高压等。因 此橡胶材料的选择上也有了一定的变化，从传统的天然橡胶和丁苯橡胶转变为耐高温和 耐制动液更好的乙丙橡胶（EPDM），乙丙橡胶是以乙烯和丙烯的共聚高分子材料，属
《汽车应用材料》模块6 汽车用非金属材料
6.2.1 橡胶的组成及分类 ——橡胶的分类
②合成橡胶——是以合成生胶制成的橡胶材料。 分为通用橡胶和特种橡胶。
通用合成橡胶：性能与天然橡胶接近，可以做轮胎和一般 橡胶配件。
特种合成橡胶：具有耐油、耐热、耐寒、耐化学腐蚀等性能。 特点：弹性和抗拉强度不如天然橡胶，但耐磨性、耐热性优 良，原料来源丰富，价格低廉，其产量已超过天然橡胶。 用于：各种轮胎、传动皮带、胶管、衬垫材料等。
聚氯乙烯管
尼龙螺母
ABS座椅
6.1.1 塑料的组成及分类 ——塑料的分类
按照塑料的物理、化学性能分类
热固性塑料——经一次固化后，不再受热软化，只能塑制一次 的塑料。
特点：耐热性能好，受热不易变形，但力学性能不高， 且废旧塑料不能回收利用。
常用：酚醛树脂、环氧树脂等（电气绝缘件）。
旋钮
开关、插座
环氧树脂电气绝缘件
汽车塑料零部件主要有三类：内饰件、外饰件和功能件。
内装饰件——仪表板、转向盘、车门内饰板、顶棚、座椅等。
外装饰件——要求强度、韧性高，耐候性好： 保险杠、散热器格栅、车轮罩、车灯、后视镜壳、 车门饰条、车窗框、挡泥板等。
功能件——要有特殊的使用性能：暖风机、空调部件等。
2024年9月8日
图6-3 塑料在轿车上的应用实例
可以增强缓冲作用，提高车辆的安全性和舒适性。 6）独特的造型工艺性能：可制造复杂形状的异形曲面，如汽车仪表板等。
7）优美舒适的质感。 缺点 力学性能较低； 耐热性、导热性差；此外，塑料还易老化、易燃烧、温度变
化时尺寸稳定性差等缺点。
2024年9月8日
6.1.3 塑料在汽车上的应用
最初汽车使用塑料主要目的是实现汽车内饰的柔软化，使乘客具有安全 舒适感。近年来随着对环保的要求，汽车使用塑料制品主要想达到轻量、 高速、安全、节能、低碳环保的目的。
汽车用高分子材料
汽车塑料基础知识一、汽车塑料制品发展过程二、汽车用塑料主要特点三、我国汽车塑料制品发展现状与趋势四、塑料在轿车饰件的应用第二篇汽车用塑料制品与材料一、聚氨酯泡沫塑料制品二、工程塑料汽车零部件三、塑料基复合材料汽车制品四、塑料及树脂缩写代号五、塑料的组成六、汽车塑料制品常用聚合物树脂七、汽车塑料制品的主要助剂八、汽车塑料制品的常用填充物和增强物九、汽车塑料的需要的主要性能指标第三篇汽车饰件用塑料及其制品一、汽车饰件与塑料二、汽车用聚氨酯泡沫塑料三、汽车软饰件与塑料四、反应注射模塑及制品第四篇汽车常用塑料及饰件一、聚丙烯塑料汽车塑料件二、聚乙烯汽车塑料件三、改性聚苯乙烯塑料四、聚氯乙烯车塑料件第五篇塑料结构制品材料的选用原则一、塑料材料选用的注意事项二、塑料材料的选用范围三、常用零部件的选用方法实例第六篇塑料制品的设计要求一、设计的工艺性二、典型零部件的设计（二）、PE（聚乙烯）1．PE的种类与应用领域PE材料的种类很多，不同的PE有不同的力学性能和加工性能，根据不同的用途和性能要求，相应的用不同的PE制成不同的产品。
PE的力学性能与其密度有很大关系，密度越高，力学性能越好。
不同的PE原材料和在建筑中适用的产品如表2-3所示。
PE原材料特性和适用产品名称缩写密度或分子量性能汽车用高密度聚乙烯HDPE 0.941-0.965, 力学性能较好膜低密度聚乙烯LDPE 0.910-0.940 力学性能较差线性低密度聚乙烯LLDPE 0.910-0.940 线性结构超高分子量聚乙烯UHMWPE 分子量大于150万特别耐磨，力学性能特别好耐磨衬材市售商品PE以MI（熔融指数）进行分级，MI值在0.3-20范围内，分子量越大，密度越高，MI值越小。
MI代表意义为：加工温度190C0、载荷2160g、10秒内、从直径2.1mm、长8mm的毛细管中挤出的克数。
2．PE的性能特点PE的最大优点是对人体无害和耐溶剂性能特别优秀，常温下几乎没有可溶解的溶剂，只有某些烃类物质能使它溶胀甚至溶解，比如，四氯化碳。
汽车高分子材料课件
塑料在汽车上应用
江西昌河汽车有限责任公司技术中心
16
合成纤维
合成纤维
纤维
天然纤维
再生纤维
棉
粘胶纤维
麻
…
丝
毛
…
江西昌河汽车有限责任公司技术中心
按来源分类
合成纤维
“五大纶” 氨纶 …
17
合成纤维
合成纤维（synthetics）是化学纤维的一种，是用合成高分子化合物 做原料而制得的化学纤维的统称。
目录
一．高分子材料简介 二．塑料 三．合成纤维 四．高分子基复合材料
江西昌河汽车有限责任公司技术中心
1
高分子材料简介
定义：一种相对分子量较高的化合物构成的材料。
高分子材料
天然
半合成
江西昌河汽车有限责任公司技术中心
按来源分类
合成
2
高分子材料简介
高分子材料
按分子结构和 热性能分类
热塑性高分子材料
热固性高分子材料
30
高分子基复合材料
玻璃纤维增强
江西昌河汽车有限责任公司技术中心
31
高分子基复合材料
短玻璃纤维增强
10.8kg减少3.2kg，减重30%
材料：PA66+GF30/50
江西昌河汽车有限责任公司技术中心
32
高分子基复合材料
长玻璃纤维增强
江西昌河汽车有限责任公司技术中心
33
高分子基复合材料
长玻璃纤维增强
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强中自有强中手，莫向人前满自夸。 —《警 世通言 》2020 年8月上 午10时 33分20 .8.810: 33August 8, 2020
•
没有口水与汗水，就没有成功的泪水 。。202 0年8月 8日星 期六10 时33分5 秒10:3 3:058 August 2020
高分子材料的特性以及在汽车上的应用
高分子材料特性有哪些？试举例先进高分子材料在汽车上应用一、高分子材料是指以高分子为化合物为主要成分的所有材料，一般来说高分子化合物的分子量应在1000以上。
高分子材料的特性有：
1、高分子材料的力学性能特点：
①低强度和高比强度：高分子强度很低，但由于高分子材料密度很低，故其比强度较高。
②高弹性和低弹性模量：高分子材料弹性模量很低，但具有很优秀的弹性性能。
③粘弹性：高分子材料在外力作用下发生高弹性变形和粘性流动其变形与时间有关。
④高耐磨性：高分子材料为大分子结构，具有高耐磨性。
2、高分子材料的其他其性能特点：
①高绝缘性：高分子材料内部主要以共价键或分子键结合，导电性能低。
②膨胀性：高分子材料中分子链柔性大，其膨胀系数大。
③导热性低：高分子材料是由分子链缠绕交联形成，导热性很差。
④热稳定性差：加热时高分子的分子链易发生链段运动或整个链的移动。
⑤高化学稳定性。
⑥高分子材料的老化：高分子材料长期受外力影响失去弹性。
二、先进高分子材料在汽车上的应用举例：
制造发动机罩，制造发动机活塞、缸体，制造汽车凸轮轴，制造汽车油箱，挡风玻璃，电气仪表，歧管接头，减振橡胶，橡胶制品,如:轮胎、胶管、密封圈，天然纤维、生物高分子和大豆油系聚氨醋已被开发用于汽车内饰件，包括仪表板、座椅、组装槽和衬里。
汽车零件的高分子材料
汽车零件的高分子材料汽车零件的高分子材料汽车零件是构成汽车重要组成部分的物质实体，而高分子材料，则是一类在汽车行业中广泛应用的材料。
本文将以汽车外部和内部零件为例，介绍高分子材料在汽车制造中的应用。
首先，让我们来看看高分子材料在汽车外部零件中的应用。
作为汽车的第一批直接接触到外界环境的部件，外部零件需要具备一定的强度、耐久性和抗老化能力。
因此，高分子材料的轻量化、耐候性和易加工性成为了这些零件材料的首选。
例如，汽车车身、前后保险杠和车窗密封条等外部零件一般采用聚丙烯（polypropylene）作为主要的材料。
聚丙烯具有重量轻、耐候性好和机械强度高的特点，能够有效降低整车的重量、提升耐用性和减少油耗。
其次，让我们转向汽车内部零件的高分子材料应用。
汽车内部零件主要包括仪表盘、座椅、门板等部件，这些部件除了需要满足外观美观、符合人体工程学和提供舒适性的要求外，还需要具备一定的耐磨损性和阻燃性。
因此，在内部零件中广泛使用的高分子材料有聚氨酯（polyurethane）、聚碳酸酯（polycarbonate）和聚丙烯酸酯（polyacrylic ester）等。
聚氨酯材料可用于制造汽车座椅，因其具有柔软性、弹性和耐磨损性，能够提供乘坐者舒适的座椅体验。
聚碳酸酯材料可用于制造仪表盘，其特点是耐高温、阻燃和透明性好，能够有效保护驾驶者和仪表盘的安全。
聚丙烯酸酯材料则可作为内饰板的材料，其具有易加工、环保、降噪和良好的表面效果的特点，能够提升车内的驾驶品质。
总之，高分子材料在汽车零件中的应用不仅提升了汽车的性能和可靠性，而且助力汽车制造业实现可持续发展。
未来，随着汽车科技的不断进步，高分子材料的研究和应用将进一步发展，为汽车零件的制造带来更多的可能性。
与此同时，我们也应该注重高分子材料的环境影响和可循环利用性，以推动汽车行业朝着更加环保和可持续发展的方向前进。
汽车材料项目五
特点：
质量轻。塑料的密度为0.83～2.2 g/cm3，只有钢铁的1/8～1/4和铝的1/2。 比强度高。塑料的强度比金属低，但密度很小，故其比强度较高。 化学稳定性好。塑料能抵抗大气、水、碱和有机溶剂等的腐蚀。 优异的电绝缘性。塑料的电绝缘性可与陶瓷、橡胶以及其他绝缘材料相媲美。 减摩、耐磨性好。塑料的硬度低于金属，但多数塑料的摩擦系数小。 消声吸振性好，成形加工性好，且方法简单。大多数塑料制品的生产效率都很高。 耐热性差。大多数塑料件只能在100℃以下的环境中使用，少数品种可在200℃左右
任务 二
汽车用陶瓷材料
汽车用陶瓷 汽车用玻璃
陶瓷材料作为材料的三大支柱之一，在日常生活及工业生产中起着举足轻重 的作用。“陶瓷”是一种通称，现代陶瓷的概念是指各种无机非金属材料的总称
，通常分为陶瓷和玻璃两大类。
陶瓷材料在汽车上有诸多应用，例如，法国跑车制造商布加迪设计的布加迪 威龙白金版跑车是世界上第一辆以瓷器为车内、外设计材料的汽车。
的高温时使用。
02 汽车常用塑料
按应用范围不同，塑料可分为通用塑料和工程塑料
通用塑料
产量大（约占塑料总产量的75%）、用途广、价格低，主要用于生活用品、 包装材料和一般小型零件。常用的通用塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、 酚醛树脂等。
工程塑料
具有优良的力学性能、电性能、耐化学性、耐热性、耐磨性、尺寸稳定性等 特点，且比金属材料轻、成形时能耗少。自20世纪70年代起，以软质聚氯乙烯 、聚氨酯为主的泡沫类、衬垫类等塑料在汽车工业中被广泛采用。
01 晶体相
晶体相是陶瓷的主要相，其性质往往 能决定陶瓷的性能。当陶瓷中存在多种晶 体相时，常将含量多、起主要作用的晶体 相称为主晶相，其余称为次晶相、第三晶 相等。
高分子材料在汽车行业中的应用研究
高分子材料在汽车行业中的应用研究随着汽车工业的不断发展，高分子材料在汽车行业中的应用越来越广泛。
高分子材料具有较高的结构强度、抗腐蚀性能、耐高温性能和可塑性等特点，因此被广泛应用于汽车设计和制造中。
本文将探讨高分子材料在汽车行业中的应用研究。
一、高分子材料在汽车结构设计中的应用高分子材料在汽车结构设计中的应用，主要表现在提高汽车结构强度和降低汽车重量两个方面。
1. 提高汽车结构强度高分子材料在汽车结构设计中的应用，可以提高汽车的结构强度。
高分子材料具有较高的韧性和抗拉强度，在汽车碰撞事故中能够有效地吸收能量，从而保护乘客的安全。
例如，汽车中的安全带、安全气囊等安全系统部件，通常都采用高分子材料制造。
高分子材料能够提供较好的耐高温性能和力学强度，从而保证安全系统在碰撞事故中能够正常工作。
2. 降低汽车重量高分子材料在汽车结构设计中的另一个应用，是降低汽车的重量。
汽车的重量是影响燃油消耗和排放的关键因素之一。
因此，采用轻量化材料能够有效地降低汽车的整体重量，从而减少燃油消耗和排放。
例如，汽车车身中的塑料材料，通常都采用高分子材料制造，因为高分子材料具有较低的密度和较高的强度，从而能够有效地降低汽车的整体重量。
二、高分子材料在汽车内饰设计中的应用高分子材料在汽车内饰设计中的应用，主要表现在提高汽车内部装饰品质和提高乘客的舒适度两个方面。
1. 提高汽车内部装饰品质高分子材料在汽车内部装饰设计中的应用，可以提高汽车内部的装饰品质。
高分子材料具有较高的光泽度和表面硬度，能够有效地提高汽车内部的美感和质感。
例如，汽车内部的仪表板、门饰板等装饰件，通常都采用高分子材料制造。
高分子材料能够提供较好的表面美观度和硬度，从而让汽车内部更加美观舒适。
2. 提高乘客的舒适度高分子材料在汽车内部设计中的另一个应用，是提高乘客的舒适度。
高分子材料具有很好的隔音和隔热性能，能够有效地减少外部噪声和热量进入车内，从而提高乘客的舒适度。
高分子材料--汽车应用现状
高分子材料--汽车应用现状近30 多年来，国际上汽车塑料的用量在不断增加，平均每辆车上塑料的用量从20世纪70 年代初的50--60kg 已发展到目前的150kg，而且增长还在继续。
在日本、美国和欧洲等发达国家中，每辆轿车平均使用塑料已超过150kg，占汽车总重量的10%。
汽车塑料中用量最大的通用塑料品种是聚丙烯（PP）、ABS树脂、聚氯乙烯（PVC）和聚乙烯（PE）。
很明显，聚烯烃材料构成了汽车主要的塑料件，而且这种趋势在今后将会越来越明显。
聚丙烯（PP）PP 可以用作多种汽车零部件，现在典型的乘用车中，PP 塑料部件占60 多个。
PP 汽车零部件主要品种有：保险杠、仪表板、门内饰板、空调器零部件、蓄电池外壳、冷却风扇、方向盘，其中前五种占全车PP用量的一半以上。
据美国汽车塑料协会发布的资料显示，2006 年，北美汽车共消费767 百万磅PP，单车用量为45. 5 磅；预计2011 年，这两个数字分别可以达到91百万磅和51. 3/ 磅。
聚乙烯（PE）通过对高密度PE 和低密度PE树脂的接枝改性和填充增韧性得到了具有良好的柔韧性、耐候性和涂装性能的系列改性PE 合金材料。
PE主要采用吹塑方法生产燃油箱、通风管、导流板和各类储罐等。
近几年PE 在汽车上的用量基本没增加，值得注意的是汽车轻量化的发展趋势促进了燃油箱的塑料化。
欧洲汽车上正式采用塑料燃油箱，其主要材料为高分子量高密度聚乙烯（HMWHDPE）。
ABS 树脂ABS 树脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三个单体的三元共聚物，可以用于制作汽车的外部或内部零件如仪表壳体、制冷和采暖系统、工具箱、扶手、散热器栅板等；它也可以用于制作仪表板表皮、行李箱、杂物箱盖等。
近年来，ABS树脂在汽车上用量的增幅不是很大，这主要是由于ABS树脂和PP树脂的竞争十分激烈，而且ABS 本身也存在耐候变色性差、易燃等方面的缺陷，因此它在汽车上主要部件如汽车仪表板、格栅等方面的应用也受到限制。
汽车零件的高分子材料
汽车零件的高分子材料
汽车零件使用的高分子材料有很多种，下面列举了一些常见的高分子材料及其应用：
1. 工程塑料（Engineering plastics）：如聚酰胺（尼龙）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等，用于制造汽车内饰件、外观件、车身结构件等。
2. 聚丙烯（Polypropylene，简称PP）：用于制造汽车仪表板、门板、储物箱等。
3. 聚氨酯（Polyurethane，简称PU）：用于制造汽车座椅、护板、悬挂系统等。
4. 聚酯（Polyester）：用于制造汽车座椅面料、车身涂料等。
5. 聚碳酸酯（Polycarbonate，简称PC）：用于制造汽车车灯镜片、后视镜壳体等。
6. 聚苯乙烯（Polystyrene，简称PS）：用于制造汽车内饰件、保险杠等。
7. 聚醚酮（Polyetherketone，简称PEEK）：用于制造汽车发动机零件、涡轮叶片等。
8. 聚丙烯酸酯（Polyacrylic，简称PAC）：用于制造汽车漆膜、涂料等。
以上只是一些常见的高分子材料，随着科技的发展，新型高分子材料的应用也在不断涌现，并且在汽车零部件中发挥越来越重要的作用。
高分子材料在汽车行业中的应用
天津TJ133 52.3
1.546.2Fra bibliotek南京NJ131 57.6
8.2
34.2
国外小轿车 40.9
34.5
24.6
如图为福特公司CFRP实验车中复合纤维材料的结构图
汽车用塑料主要特点
• 高分子汽车材料就其自身化学性质分析，在组成 上，材料内部高分子链间的范德华力远远超过一 般分子，赋予了高分子材料以强度，这就是高分 子材料能作为结构材料使用的根本原因，而起这 一特性，恰好符合汽车对于车体材料安全性的考 虑。由于化学性质的特殊，高分子材料其化学上 的可变性就决定了其强大的适应性，从而能够满 足汽车行业对于多方面的不同要求。高分子汽车 材料外在特点主要表现为重量轻、有良好的外观 装饰效果、有多种实际应用功能、容易加工成型、 节约能源，可持续利用等各方面，主要特点如下。
大多数汽车材料用的塑料是热塑性塑料，其废旧料能方便地回收，直接再制造，使高分子汽车材料走上可持续加工的清洁生产道路， 有着极其积极的环保意义。
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（一）塑料
图6-3 工程塑料在汽车上的应用
1．塑料的组成和特点
质量轻：塑料的密度为0.83～ ，只有钢铁的1/8～1/4和铝的1/2。
比强度高：材料的抗拉强度与材料表观密度之比称为比强度。塑料的强度比金属 低，但密度小，故其比强度较高。 化学稳定性好：塑料能耐大气、水、碱和有机溶剂等的腐蚀。 优异的电绝缘性：塑料的电绝缘性可与陶瓷、橡胶以及其他绝缘材Байду номын сангаас相媲美。 减摩、耐磨性好：塑料的硬度低于金属，但多数塑料的摩擦系数小。 消声吸振性好，成型加工性好，且方法简单：大多数塑料制品的生产效率都很高。 耐热性差：大多数塑料件只能在100℃以下的环境中使用，少数品种可在200℃ 左右的高温时使用。
1．线型 分子链
•线型分子链是由许多链节组成的长链，一般卷曲成不规则的线团状， 其分子的直径与长度之比可达1∶1 000左右。这类结构的高分子化合 物具有加热能软化或熔化，冷却能变硬的可逆物理特性，称为热塑性。
2．支链型分子链
•支链型分子链的高分子主链上带有一些长或短的小支链，整 个分子呈枝状。这类结构高分子化合物的性能和加工都与线 型分子链高分子化合物相似。
•体型分子链的高分子链之间通过许多支链相互交联，空间形
3．体型分子链
态呈网状。这类结构的高分子化合物硬度高，有良好的耐热 性和强度，但脆性大，弹性和塑性低，只能在形成网状结构 前进行一次性成形，不能重复成形，这种性质称为热固性。
二、汽车常用高分子材料
按其来源不同，高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料。天然 高分子材料有天然橡胶、纤维素、蚕丝等；合成高分子材料的种类很多，如合成 塑料、合成橡胶、合成纤维等。按物理形态和用途不同，高分子材料可分为塑料、 橡胶、纤维、黏合剂、功能高分子材料等。其中以塑料、橡胶、合成纤维的产量 最大。 汽车上较常用的高分子材料有塑料和橡胶等。
2．汽车常用塑料 按应用范围不同，塑料可分为通用塑料和工程塑料两种。 常用工程塑料包括 热塑性工程塑料 （聚乙烯PE、聚丙烯塑料 PP、聚氯乙烯 塑料 PVC 、ABS 树脂、聚酰胺PA 、聚甲醛 POM 、聚碳酸酯PC 等）和 热固性工程 塑料（酚醛树脂PF、氨基树脂UF、环氧树脂EP等）。
图6-4 汽车塑料仪表板和前围
（a）线型
（b）支链型 图6-1 高分子链结构
（c）体型
（二）聚集态结构 高分子链结构只是对一个高分子而言的，而高分子材料是由很多高 分子聚集而成的，其性能除与高分子链的结构有关外，还与高分子的聚集 态结构有关。
1．晶态
结构
晶态结构的高分子链排列规则有序，分子间作用力大， 链段运动困难，其熔点、强度、刚度和耐热性等性能高。 晶态结构中的高分子链又可分为横向有序排列和纵向有序 排列两种情况。
（二）橡胶 橡胶是一种有机高分子弹性化合物，具有高弹性、耐油、耐腐蚀、耐热寒、 耐老化、耐辐射等特点。
图6-5 汽车上的橡胶密封条
1）橡胶的分类 橡胶按原材料来源可分为天然橡胶和合成橡胶。 习惯上按用途将合成橡胶分成两类：通用橡胶和特种橡胶。 2）橡胶制品的组成 橡胶是以生胶为主要原料，加入适量配合剂而制成的高分子材料。生胶是指 未加配合剂的天然胶或合成胶，它也是将配合剂和骨架材料粘成一体而形成的。 配合剂是指为改善和提高橡胶制品性能而加入的物质，如硫化剂、活性剂、 软化剂、填充剂、防老剂和着色剂等。
非晶态结构即无规则排列的无定形结构，其中的高分 2．非晶态 结构 子链排列杂乱无规则。非晶态结构的分子间作用力小，
链段运动比晶态结构容易，其弹性、韧性好，伸长率大。
3．部分晶 态 结构
部分晶态结构的分子排列情况介于晶态和非晶态之间， 其性能与结晶度有关，结晶度的变化范围为50%～95%。
高分子材料的结构主要是指高分子化合物的结构。按研究单元不同，高分子 化合物的结构可分为高分子链结构（分子内结构）和聚集态结构（分子间结构）。 （一）高分子链结构 按高分子链的几何形状不同，高分子链的结构可分为线型、支链型和体型三种。
3）橡胶的特性
橡胶具有弹性大的特点；同时具有吸振能力强，耐磨性、隔声性、绝缘性好，
可积储能量，有一定的耐蚀性和足够的强度等优点。 橡胶的主要缺点是易于老化，老化后橡胶会丧失弹性、变硬、变脆、发黏甚 至龟裂。使用或存放周期过长，光照、高温等因素均会加快橡胶老化。 4）橡胶的主要用途
在机械和汽车工业中，橡胶是常用的轮胎材料、密封材料、减振防振材料
（汽车底盘橡胶弹簧）和传动材料（V带）。
2．汽车常用橡胶 1）汽车轮胎
汽车轮胎是汽车上橡胶用量最大的零件。
图6-6 汽车轮胎及其结构组成
2）其他车用橡胶零件
（a）橡胶气门嘴
（b）传动带
（c）防尘罩
（d）汽车水管
图6-7 汽车橡胶零部件
汽车常用非金属 材料
项目六
任务一 ·汽车常用有色金属及其合金
一、高分子材料的结构
二、汽车常用高分子材料
一、高分子材料的结构
高分子材料的结构主要是指高分子化合物的结构。按研究单元不同，高分子 化合物的结构可分为高分子链结构（分子内结构）和聚集态结构（分子间结构）。 （一）高分子链结构 按高分子链的几何形状不同，高分子链的结构可分为线型、支链型和体型三种。