汽车内外饰常用塑料材质基础知识
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TEEE(TPEE):热塑性聚酯弹性体
TEEE:热塑性聚酯弹性体,Dupont公司产品Hytrel(海翠) TEEE材料有着卓越的性能:
既有橡胶材料的弹性、韧性,又兼具塑料的刚性、强度、耐热性。同时加工性能又非常 好,可以采用注塑、挤出、吹塑等方法成型。
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3.电 性 能:体积电阻率、耐电弧性能 4.光学性能:透光率、雾度
5.化学性能:耐化学品性、耐溶剂性能、耐环境应力开裂
6.耐自然老化性能:大气自然老化、紫外光加速老化、氙灯加速老化、抗菌 试验
7.耐燃烧性能:燃烧速度 8.固有特性:密度、收缩率、吸水性、熔融指数(MI)
9.其他性能:油漆粘附力、耐渗透性等
通常所说的塑料是高分子材料的一种,也可以叫聚合 物.塑料的品种很多,性能各具特色,适应范围广泛,发展 迅速,直到今天,世界上的新型材料还不断的涌现。
塑料有多种分类方法,可以按受热行为、结构形式、用 途等进行分类。塑料通过改性,可以改变塑料的很多性能, 主要的改性方法有:填充、增强、增韧、阻燃等,还可以通 过共混、共聚等方法制备合金材料。
POM是广泛使用的材料之一,主要使用的材料由2大类:均聚、共聚
POM材料有良好的耐热性能、自润滑性能、很高的刚性和较好的韧性。其综合性能较佳,但 也有收缩率大、加工温度较窄、易分解、有较大的刺激性气味等缺陷。
优点:
1.抗拉强度较一般尼龙高,耐疲劳,耐蠕变
2.尺寸稳定性好 3.吸水性比尼龙小
4.介电性好
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TPE/TPR:热塑性弹性体塑料/橡胶
橡胶和塑料都属于高分子材料,但两者有非常明显的区别:
橡胶:弹性好,韧性好,延伸率大,刚性差;一般需加入硫化剂,在高温下成型,硫化交联 后,无法再次塑化使用。塑料:刚性好,耐热温度高,硬度高,但韧性差;成型后可以再次 塑化,并多次重复利用,容易成型,生产效率高。
上世纪90 年代初, 发达国家每辆汽车上塑料的平均用量为100~ 130 公斤, 到2001 年增加 到300公斤, 占车重的20%。目前, 德国生产的汽车平均每辆使用塑料占汽车消耗材料的22% 左右, 是全球采用塑料部件量生产汽车最多的国家。据杜邦公司发言人在休斯顿举行的2001 年聚烯烃大会预测, 自目前至2009 年, 北美轿车和轻型卡车方面塑料总需求量就将达51 亿磅 。在汽车零部件行业, PP 是用量最大的热塑性塑料—— 仅北美每年的用量就达6 亿磅。因其 具有性能和生产便利的优势, 在汽车零部件行业, PP 将继续抢占PVC 的市场份额。
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PC系列合金
PC/ABS是应用最为广泛的塑料合金。
PC材料由于流动性较差、容易应力开裂,而ABS材料耐热性差,耐候性差等缺点。对两者 进行合金化改性,可以提高材料的综合性能。如果以PC为主,合金产品一般维卡软化点在 110℃以上,材料流动性比PC要好得多。如果以ABS为主,则产品的维卡软化点可以达到100 ℃以上,改善材料的耐热性能。
PC:聚碳酸酯—非晶型聚合物
PC是5大工程塑料中唯一透明的塑料。其透明性能非常良好,耐热性、韧性、尺寸稳定性非 常好。但其表面硬度低,所以其耐磨擦性能差。普通品级材料的流动性能差,难以成型薄壁 制件。较高流动性的材料价格较高。 生产PC的主要公司:GE、Bayer、日本帝人、日本出光
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其他类型:PA612、PA11、PA13、PA9、PA4、PA7、PA8、PA9等
MC (单体浇铸)尼龙、RIM(反应注射成型)尼龙
各种尼龙因为结构不一样,性能有极大的差别。
燃烧特性:PA具有不易燃烧性,会自然熄灭,燃烧过程中有烧羊毛、烧指甲味产生。
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POM:聚甲醛—结晶型聚合物
缺点:材料耐候性不好,易变色,耐热温度不高。通过改性,可以改善。 目前市场上有较多的新型ABS材料:AES、ASA、MBS、透明ABS等 主要成型加工方式:注塑、挤出等,容易成型 主要用途:种类繁多,在汽车上面的应用极为广泛。 燃烧特性:ABS具有易燃性,不会自然熄灭,燃烧过程中有橡胶气味、辣味产生。
主要用途:种类繁多,在汽车上面的应用极为广泛。
燃烧特性:PP具有易燃性,不会自然熄灭,燃烧过程中有特殊味道(柴油气味)产生。
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ABS:丙稀腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物—非晶型聚合物
ABS具有卓越的综合性能,其主要有点如下: 良好的光泽、流动性、低的收缩率、容易成型,容易着色、较好的刚性
汽车内外饰系列 之
塑料基础知识
Ø 引言 Ø 塑料的分类及特性 Ø 汽车用塑料的要求 Ø 塑料的改性方法及用途
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引言
塑料定义:塑料是以天然或合成树脂为基本原料,在一定的 温度和压力下可塑制成型并在常温下能保持其形状不变的材 料 塑料是上世纪才发展起来的一种新型材料,目前世界上 的产量已经超过钢铁成为人类使用的四大材料之一。
PC/ASA:ASA俗称耐候ABS,采用ASA替代ABS就是改善合金的耐候性能。一般应用于汽车 外饰件和能被光线直接照射的内饰件。
PC/PBT:同PC/ASA材料一样,它的耐候性能要比PC/ABS好,同时韧性比它好,
目前在汽车上的用量正在增加。
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ABS/PA6合金
该材料有非常平衡的韧性和刚性,良好的加工性,极好的表面外观和手感 。声音阻尼性 能超过PC/ABS,甚至超过玻纤增强尼龙,这是汽车内饰件的一个重要性能。该合金克服了 PA6在成型收缩和低温冲击性方面的弱点,而保持了两种基础聚合物的优异特性。合金的抗冲 击性大大优于PA或ABS;由于两相完全相容,所以合金即使在苛刻的适用条件下也具有优异 的化学稳定性,因此,合金可以回收再利用 。另外,由于PA6和ABS较低的密度,所以 ABS/PA合金与类似的ABS/PC和PBT/PC相比,具有更好的重量成本效益。该合金还可以进行 玻纤增强改性,改性后刚性和耐热性能大幅度增加。
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塑料的分类及特性
按受热行为分 按结构形式分 按材料用途分
热塑性材料: 成型后受热可以再次塑化
热固性材料:已经化学交联,受热后无法塑化 结晶型聚合物:PP、PE 、PBT、PA、POM 等
非晶型聚合物: PC、 ABS、 PPO、 PMMA、 PVC 、PS、 等
通用塑料:PP、PE、PVC、ABS、PS 工程塑料:PA、PBT/PET、PC、PPO、POM 热塑性弹性塑料:TPE、TPR、TEEE、TPU
燃烧特性:PVC具有难燃烧性,会自然熄灭,燃烧过程中有氯气味产生。
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PA:聚酰胺(尼龙)—结晶型聚合物
PA是广泛使用的材料之一,主要使用的材料由2大类:PA6、PA66
其中PA66的强度和刚性比PA6要好,但韧性相对较差。
尼龙通过增强、增韧、填充、阻燃等改性,可以制备出很多种类的产品,满足各种需求。通 过增强的尼龙如PA66加入30%的玻璃纤维,一般可以将其特征标识为PA66-GF30。增韧的产 品最著名的是Dupont公司的ST801,填充和阻燃产品主要用在电子电器类产品里较多。 PA除了PA6、PA66外还有很多特种PA:
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PE:聚乙烯—结晶性聚合物
PE可以分为HDPE(高密度)、LDPE(低密度)、LLDPE(线性低密度)。 材料特点:PE材料耐溶剂性能好,韧性较高,刚性和硬度较低,耐热性能较差,使用温度较 低,耐低温性能好。 主要成型加工方式:注塑、挤出、吹塑等 主要用途:一般塑料件、吹塑产品、管材等 燃烧特性:PE具有易燃性,不会自然熄灭,燃烧过程中有石油气味产生。
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PPO:聚苯醚—非晶型聚合物
PPO一般使用不多,世界上生产PPO材料最大的公司是GE公司。 PPO有很高的耐热性、韧性、硬度,综合使用性能极佳。但加工性能非常差,纯的PPO非常难 以加工。市场上的材料一般是改性PPO(MPPO),最常用的改性方法是使用PS进行改性,标 识为PPO/PS。
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PP:聚丙烯—结晶性聚合物
PP可以分为均聚丙稀和共聚丙稀2个大类,性能的主要区别是均聚丙稀的刚性、耐热性能、透 明性等较好,共聚丙稀的韧性、加工性能较好。
材料特点:PP材料质量轻,耐溶剂性能好,刚性比PE好,耐热性能较好,但耐 候性能较差, 在0℃以下易变脆。可以通过多种改性方法制备复合材料,改性后性能相差很大。 主要成型加工方式:注塑、挤出、吹塑、流延、双向拉伸等,容易成型
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塑料在汽车上的应用
当前在汽车工业领域中已大量使用塑料, 用以代替各种有色金属和合金钢材, 这是汽车工 业用于提高汽车造型美观与设计的灵活性、降低零部件加工、装配和维修费用的有效途径。
采用塑料材料生产汽车车身和零部件也是实现汽车轻量化、节能化的主要方向之一, 汽车应 用复合材料车身及其它塑料零件, 还能减少工厂设备的投资, 减轻劳动量。据戴姆勒- 克莱斯 勒汽车公司负责人介绍, 一个制造塑料车身的工厂占地面积只有传统车厂的四分之一,生产成 本只有钢质车身的三分之一, 因为它可以取消投资庞大的喷漆车间。
5.可在120℃正常使用
6.摩擦系数小
7.弹性极好,类似弹簧作用
缺点: 1.没有自熄性 2.成型收缩率大
燃烧特性:POM具有易燃性,不会自然熄灭,燃烧过程中有福尔马林气味产生。
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PBT/PET:聚对苯二甲酸丁/乙二醇酯—结晶型聚合物
PBT是我国5大工程塑料中唯一较大规模生产,材料结晶速度很快,其增强改性后的材料刚性 较高,耐热性能很好,尤其电性能较好,广泛应用与电子电器行业。PBT材料收缩率较大,易 翘曲变形,较大的缺口敏感性。
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PVC:聚氯乙稀—非晶型聚合物
PVC的性能特点:易分解,必须加入稳定剂。其他助剂:润滑剂、增塑剂等
软PVC、硬PVC、PVC型材、PVC人造革薄膜
由于PVC材料具有良好的手感和花纹成型性且材料成本低等优点,因此目前PVC搪塑仍是 使用最广的仪表板表皮加工工艺,PVC粉料占据了搪塑成型工艺的绝大部分市场。由于PVC 材料的玻璃化温度较高,材料在低温环境下发脆,易造成无缝气囊仪表板在低温状态爆破时 ,气囊区域PVC表皮碎裂而飞出,对乘客产生安全隐患,PVC在抗老化性、增塑剂迁移等方面 也存在问题,因此出于安全及环保原因,目前各主机、饰件及材料生产厂商相继开发出了 PVC的替代材料及工艺。
在世界各大汽车制造公司中, 最热衷于塑料件的是戴姆勒- 克莱斯勒汽车公司, 他们正在开 发一项与传统方法完全不同的汽车生产工艺, 一项花费浩大, 风险也相当大的试验, 但是一旦成 功, 那么它将对整个汽车工业的加工方式产生革命性的影响。这就是用巨型注塑机生产成型的 汽车零件, 包括翼子板、前照面板、发动机盖、后围板等。
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塑料材料的主要测试方法
对塑料进行性能测试,评价塑料性能的优劣,主要有以下一些方法:
1.力学性能:拉伸(屈服)强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量、硬度、 冲击强度、蠕变和应力松弛等
ห้องสมุดไป่ตู้
2.热 性 能:耐热性、耐寒性、维卡软化点、热变形温度(HDT)、熔点、 最高连续使用温度、脆化温度
我司采用PBT增强改性材料较多,主要应用出风口隔栅、叶片和门把手等其他零件
PET材料结晶速度很慢,这决定了它的性能。耐热性能不到100℃,一般不作为工程塑料使用。 普通的矿泉水瓶就是该材料吹塑制成。采用特殊手段,提高结晶速度,改性材料为白色不透 明材料。增强后,刚性、耐热性能可与PA媲美。
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TPE/TPR:有橡胶的弹性和韧性,但可以和塑料一样成型,同样可以回收再次利用,提高生产 效率和经济性。同时TPE材料手感好,弹性好,在很多场合作为装饰件和接触件。因其兼具橡 胶和塑料的双重特性,虽然这种材料出现的时间很短,但已经广泛使用,汽车、电动工具、 文具、日常用品等,都可以见到它们的身影。
TPE/TPR按照材料结构分类:TPO、TPV、TPE-S
PA46:耐热性能特高,熔融温度达到290℃以上,HDT达到190℃,增强GF30后, HDT达到 280℃以上。在汽车发动机、变速器等领域有较多使用PA1010:具有高度延伸性,拉伸时能使 分子定向,使其强度提高,优良耐化学品性PA12:吸水率低,柔韧性好。挤出制品可以制作 各种油管、软管等
透明PA:无定形材料,透明性可以比PC更好