汽车仪表板高分子材料选择与加工

汽车仪表板高分子材料选择与加工

作者梁鹏达

（单位湖北汽车工业学院）

摘要随着人们生活水平和消费观念的提高，汽车仪表板越来越受到人们的关注，并成为人们购买车型时选择的重要依据。本文旨在探索制作汽车仪表板更好地高分子材料并说明汽车仪表板材料成型的过程和未来发展的前景。主要从使用性能、工艺性能、经济性、可靠性、环境影响方面，通过全面的具体的分析，合理地确定了制作汽车仪表板的相对更好的材料，最终ABS树脂以价格便宜、容易成型以及研究结果较为成熟等特点被确定为作为制作汽车仪表板的高分子材料。另外对如何提高所选材料的性能，通过查阅大量资料，给出了具体的工艺流程。同时就汽车仪表板的未来前景方面，给出了较多的较为实际思路。最后给出如何在本国更好地发展ABS树脂给了几点建议。

英文摘要With the improvement of people's living standards and consumer attitudes, the car dashboard gets more and more attention, and becomes an important basis for the selection of people buy cars. This article aims to explore the production of car dashboard polymer materials and describes the car dashboard material molding process and the prospects for future development. Mainly from the use of performance, process performance, economy, reliability, environmental impact, ABS which is cheap, easy to shape and who's results more mature is determined for as production car dashboard polymer materials through a comprehensive analysis, reasonably determine the relatively better materials for the production of car dashboard.And the article gives the specific process on how to improve the performance of the selected materials according to large amounts of data. The future prospects of the car dashboard at the same time, more is more practical ideas. Finally, The article gives a few suggestions to better develop ABS resin in the country.

关键词汽车仪表板；聚氯乙烯；ABS树脂；高分子材料

1、背景介绍

传统的汽车零部件均为钢或其他金属材质，随着汽车工业的发展迫切需要新型材料来代替钢材，以减轻车身重量、节能和减少乘坐人员伤亡，提高舒适和美观程度。近年来塑料工业的迅速发展为满足汽车工业的这种要求提供了可能，各种塑料功能件和内饰件不断被采用，其中作为内装饰件的仪表板是塑料在汽车内应用的最大领域。

仪表板位于驾驶员正前方，通常包含仪表板本体（壳体）、仪表、空调控制系统、风道/风管、出风口、操作面板、开关、音响控制系统、除霜器、除雾器、手套箱、左盖板、饰板等零件。大部分仪表板还包含：储物盒、驾驶员侧手套箱、扬声器等饰件和时钟、金属加强件、烟灰盒、点烟器、杯托等功能性零件；部分中高档汽车设计有卫星导航系统、手机对讲系统、温度传感系统等高端产品。

仪表板在汽车中的空间位置得天独厚，使越来越多的操作功能分布其中，除反映汽车行驶基本状态外，对风口、音响、空调、灯光等控制也给予行车更多的安全和驾驶乐趣。因此，在汽车中，仪表板是非常独特的集安全性、功能性、舒适性与装饰性于一身的部件。随着人们对车的理解越来越超出其功能，对仪表板的手感、皮纹、色泽、色调也逐渐成为评判整车层级的重要标准。

2、零件的工作条件、失效方式及性能要求

汽车仪表板处在高速和振动的条件下工作，且经常与人体、物体接触，经常日晒，温差大。失效方式主要为表面磨损、表面腐蚀和受到撞击时带来的变形。关于性能要求，首先，它需要有一定的刚性以支撑所附的零件在高速和振动的状态下保持正常工作，同时又需要有较好的吸收性使其发生意外时减少外力对正、副驾驶员的冲击。另外，还需要材料尽量没有味道且不易燃烧，无毒或低毒。且对表皮的老化性能、热性能、拉伸性能的要求较高。

性能要求总结：

1、有足够的强度刚度，能承受仪表、管路和杂物等的负荷，能抵抗一定的冲击。

2、有良好的尺寸稳定性，在太阳光辐射和发动机余热的高温下不变形，不失效，不影响各仪表的精确度。

3、有适当的装饰性，格调优雅，反光度低，給人以宁静舒适的感觉。

4、耐久性，耐冷热，冲击，耐光照，使用寿命十年以上。

5、制造仪表板的主要原料与辅助材料均不得含镉等对人体有害的物质。

6、不允许长生使窗玻璃模糊的挥发物，应有适当的装饰性，反光度低。

7、软质表皮在常温下破损时，应韧性断裂，不应脆性断裂，即要求制品破损时不允许出现尖状锐角。

8、耐汽油、柴油和汗液的腐蚀。

3、零件材料的初步选择

汽车仪表板相对汽车内部运作的零件来说是裸露的，对于选择的材料，不仅有必要的性能要求，还需要必要的外观要求、手感及无味无毒的要求，这就对材料的选择提供了较为严格的标准。

目前汽车上使用的仪表板分为硬质仪表板和软质仪表板。随着轿车上安全气囊的安装，软质仪表板已失去安全性的要求，且软质仪表板由 3 种以上的材料构成，材料再生利用非常困难。因此只要外观质量得到解决，采用低成本的硬质仪表板完全可行。

通过对汽车仪表板工作条件及所需材料性能诸多情况的分析。初步选择聚氯乙烯PVC和ABS树脂。

对所选材料有如下考虑，首先市场上要有大量的公司供应，价格相对较低，且能基本满足汽车仪表板的性能要求初步确定这两种材料。

4、候选材料的具体分析

4.1聚氯乙烯

这种材料的结构如下：[ ―CH2 ―CHCl― ]n，碳原子为锯齿形排列，所有原子均以σ键相连。所有碳原子均为sp3杂化。

PVC是无毒无臭的白色粉末。PVC塑料的密度为1.40g/cm3，玻璃化温度87℃，熔点160-212℃。

PVC塑料的力学性能取决于聚合物的相对分子质量、增塑剂及填料的含量。一般情况下，填料含量增加，其拉伸强度降低。未加增塑剂的PVC是硬质塑料，填加增塑剂后，柔软性、伸长率、耐寒性增加，玻璃化温度、脆性、硬度、拉伸强度等均降低。

PVC在65-85℃开始软化，170℃以上成黏流状态，140℃即开始少量分解，随温度升高分解速度增加，190℃以上大量放出HCL气体。PVC的含氯量高达56%，