车身用高分子材料
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分之一的铝合金，却具有与钢板相同的 强度。
14
车身材料
塑料： ABS(丙烯腈、丁二烯、苯乙烯聚合物)、 BMC(块体模塑料)、PA(聚酰胺=尼龙)、 PC(聚碳酸酯)、PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、 PUR(热固性氨基甲酸乙酯)、PVC(聚氯乙 烯)、SMC(片装模塑料)、FPR(纤维增强 塑料=玻璃纤维加强塑料)等。
4.车身材料的发展趋势
4
1.汽车材料概述
★1886 年德国人卡尔·本茨制造出世界上第一辆
汽车，在这一个多世纪里，汽车工业在全世界 得到了几乎是绝无仅有的持续高速发展，2010 年全球汽车产量已经达到7800 多万辆。我国 汽车近十多年来也发展十分迅速，1994 年产 量为135 万辆，而2010年已经突破了1826 万 辆，汽车的普及浪潮正从发达国家向广大发展 中国家席卷而来。
高分子材料在汽车中 的应用
卢晓峰 吉林大学
1
Hale Waihona Puke Baidu
高分子材料基本概念：
高分子材料是指以分子量一般在 5000 以上的 有机化合物为主要组成物的材料。
分类：
1. 来源：天然高分子，半合成高分子，合成
高分子。
2. 性能：通用高分子，功能高分子
3. 主链结构：碳链高分子、杂链高分子、元素
有机高分子
4. 热行为：热塑性高分子、热固性高分子
5. 聚合方法：加聚高分子、缩聚高分子
2
高分子材料发展历史：
1839 橡胶硫化过程 (Goodyear)
1846 硝化纤维素 (C.F. Schönbein)
1869 Plastic celluloid (Hyatt)
1872 Bell, 1907 Baekeland, 酚醛树脂 (Real First man-made)
20
车身高分子材料
★塑料是一种高分子材料，在汽车上的应 用越来越多，已由内、外装饰件向车身 覆盖件和结构件方面发展。
21
车身高分子材料
近年来，塑料在车身板和发动机周围的零部件上 的使用量在不断增大，约占车身质量的10 %～15 % ， 尤以德国和美欧的汽车制造商采用为多。如奔驰的 Smart 轿车，车身覆盖件采用了具有本色的可随时更 换的塑料覆盖件，倍受市场关注；雷诺的Espace 和莲 花的Elise （路特斯）轿车也采用塑料车身；戴勒姆－ 克莱斯勒公司1998 年推出的CCV 概念车采用四块热塑 车身板，加上板材连接件，白车身板总质量95 kg ，开 创了全热塑车身的里程碑 ，尾灯和前大灯的玻璃也将 从天然材料转向一般热固性塑料 。德国拜耳公司和美 国GE 塑料公司合资的Exatec 公司推出了具有杰出的耐 候性和耐磨性的聚碳酸酯( PC) 汽车窗系统Exatec500 ， 并已实现工业化。
15
车身材料
汽车对轻量化、舒适性、 和安全性的要求
高分子材料的重量轻、手 感好、成型工艺简单
车身用塑料制品用 量的增加
16
3.车身用高分子材料
★在现代社会中汽车已成为主要的交通运输工具之一，
也是能源梢耗的大户，据报导美国有一半多的石油能 源消耗在汽车上。随着世界能源危机的加剧，降低车 身自重、减少能源消耗已成为汽车行业的主要目标之 一。当代汽车工业正向着高速化、舒适化、安全化的 方向发展，这都离不开轻量化、离不开塑料及其它高 分子材料在汽车上的应用。塑料给汽车制造业带来了 如下好处： 提高了汽车质量和舒适性 增加了安全性
9
材料－汽车工业的基础
★汽车材料是指生产汽车，以及汽车在运 行过程中所用到的材料。按照用途来分， 一般将其划分为汽车工程材料和汽车运 行材料。
★汽车工程材料是指用于制造汽车零部件 的材料。汽车工程材料大致可分为金属 材料和非金属材料两大类。常用的汽车 工程材料，如图1所示
10
图1 汽车工程材料
11
1939 低密度聚乙烯 (ICI Co.)
1941 PET
1943 PTFE
1950 PAN
1953 HDPE and PP
1960-70 高性能塑料
1977 导电高分子
四个诺贝尔奖
3
车身用高分子材料
1.汽车材料概述 2.车身材料概述 3.车身用高分子材料
★特点 ★组成 ★分类 ★主要性能指标
2.车身材料概述
车身
12
车身材料
★汽车车身常采用的材料有：钢、有 色金属、塑料。
钢： 普通钢板：根据不同的部位使用0.6～0.8mm
厚的钢板。 高强度钢板：与普通钢板厚度相同，但具有更
高强度。 防锈钢板：钢板的一面或者是两面镀锌使其难
生锈。
13
车身材料
铝： 车身板件用铝合金：重量约为钢板的二
7
材料－汽车工业的基础
★以现代轿车用材为例，按照重量换算， 钢材占汽车自重的55％～60％，铸铁占5 ％～12％，有色金属占6％～10％，塑料 占8％～12％，橡胶占4％，玻璃占3％， 其他材料(油漆、各种液体等)占6％ ～ 12％。
8
材料－汽车工业的基础
★现代汽车要满足: 安全、舒适、自重轻、污染排放低、能 耗小、价格低等要求.材料是首要考虑方 面。
5
2007-2009全球汽车产量排行榜
6
材料－汽车工业的基础
★在现代工业中，材料、能源、信息被看 作三大支柱，而能源和信息的发展，在 某种程度上又依赖于材料的进步。对于 汽车工业也是如此，材料也是汽车工业 的基础。据统计，一辆汽车约有3万多个 零件组成，这些零部件采用了4千余种不 同的材料加工而成。从汽车的设计、选 材、加工制造，到汽车的使用、维修和 养护，无一不涉及到材料。
1912 不饱和树脂
1920 聚合物理论: Staudinger
1925 聚醋酸乙烯酯工业化 (白胶水）(1912,Germany)
1926-1927 PMMA and PVA
1926 PVC
1930-1937 聚苯乙烯 (German, America)
1935 -1938 尼龙工业化 (Carothers, Dupont Co.)
17
车身用高分子材料
降低了成本 减轻了重量 提高了设计的自由度 加之塑料制品的能耗仅为钢制品的60～80%、
铝制品的35～50%，工序简便、生产效率 高、与同体积的金属制品相比价格上还略占优 势，更优于有色金属制品。
18
车身高分子材料
★塑料自上世纪60 年代初进入汽车 工业以来，随着高分子材料科学及其加 工技术、塑料应用技术、现代汽车设计 及制造技术的发展，50 年来塑料制品在 汽车工业上的应用有了很大发展。
19
车身高分子材料
★世界汽车平均每辆塑料用量在2000 年就 已达105 kg， 约占汽车总质量的8 %～ 12 %。最近几年，我国一般汽车上塑料 件占整车质量的比例从原来的5 %左右 上升到了12 %～18 %以上。新开发的一 些轿车上塑料件已达20 %以上，如奥迪 A2 型轿车，塑料件的总质量高达220 kg ， 占总用材的24.16 %。
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车身材料
塑料： ABS(丙烯腈、丁二烯、苯乙烯聚合物)、 BMC(块体模塑料)、PA(聚酰胺=尼龙)、 PC(聚碳酸酯)、PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、 PUR(热固性氨基甲酸乙酯)、PVC(聚氯乙 烯)、SMC(片装模塑料)、FPR(纤维增强 塑料=玻璃纤维加强塑料)等。
4.车身材料的发展趋势
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1.汽车材料概述
★1886 年德国人卡尔·本茨制造出世界上第一辆
汽车，在这一个多世纪里，汽车工业在全世界 得到了几乎是绝无仅有的持续高速发展，2010 年全球汽车产量已经达到7800 多万辆。我国 汽车近十多年来也发展十分迅速，1994 年产 量为135 万辆，而2010年已经突破了1826 万 辆，汽车的普及浪潮正从发达国家向广大发展 中国家席卷而来。
高分子材料在汽车中 的应用
卢晓峰 吉林大学
1
Hale Waihona Puke Baidu
高分子材料基本概念：
高分子材料是指以分子量一般在 5000 以上的 有机化合物为主要组成物的材料。
分类：
1. 来源：天然高分子，半合成高分子，合成
高分子。
2. 性能：通用高分子，功能高分子
3. 主链结构：碳链高分子、杂链高分子、元素
有机高分子
4. 热行为：热塑性高分子、热固性高分子
5. 聚合方法：加聚高分子、缩聚高分子
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高分子材料发展历史：
1839 橡胶硫化过程 (Goodyear)
1846 硝化纤维素 (C.F. Schönbein)
1869 Plastic celluloid (Hyatt)
1872 Bell, 1907 Baekeland, 酚醛树脂 (Real First man-made)
20
车身高分子材料
★塑料是一种高分子材料，在汽车上的应 用越来越多，已由内、外装饰件向车身 覆盖件和结构件方面发展。
21
车身高分子材料
近年来，塑料在车身板和发动机周围的零部件上 的使用量在不断增大，约占车身质量的10 %～15 % ， 尤以德国和美欧的汽车制造商采用为多。如奔驰的 Smart 轿车，车身覆盖件采用了具有本色的可随时更 换的塑料覆盖件，倍受市场关注；雷诺的Espace 和莲 花的Elise （路特斯）轿车也采用塑料车身；戴勒姆－ 克莱斯勒公司1998 年推出的CCV 概念车采用四块热塑 车身板，加上板材连接件，白车身板总质量95 kg ，开 创了全热塑车身的里程碑 ，尾灯和前大灯的玻璃也将 从天然材料转向一般热固性塑料 。德国拜耳公司和美 国GE 塑料公司合资的Exatec 公司推出了具有杰出的耐 候性和耐磨性的聚碳酸酯( PC) 汽车窗系统Exatec500 ， 并已实现工业化。
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车身材料
汽车对轻量化、舒适性、 和安全性的要求
高分子材料的重量轻、手 感好、成型工艺简单
车身用塑料制品用 量的增加
16
3.车身用高分子材料
★在现代社会中汽车已成为主要的交通运输工具之一，
也是能源梢耗的大户，据报导美国有一半多的石油能 源消耗在汽车上。随着世界能源危机的加剧，降低车 身自重、减少能源消耗已成为汽车行业的主要目标之 一。当代汽车工业正向着高速化、舒适化、安全化的 方向发展，这都离不开轻量化、离不开塑料及其它高 分子材料在汽车上的应用。塑料给汽车制造业带来了 如下好处： 提高了汽车质量和舒适性 增加了安全性
9
材料－汽车工业的基础
★汽车材料是指生产汽车，以及汽车在运 行过程中所用到的材料。按照用途来分， 一般将其划分为汽车工程材料和汽车运 行材料。
★汽车工程材料是指用于制造汽车零部件 的材料。汽车工程材料大致可分为金属 材料和非金属材料两大类。常用的汽车 工程材料，如图1所示
10
图1 汽车工程材料
11
1939 低密度聚乙烯 (ICI Co.)
1941 PET
1943 PTFE
1950 PAN
1953 HDPE and PP
1960-70 高性能塑料
1977 导电高分子
四个诺贝尔奖
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车身用高分子材料
1.汽车材料概述 2.车身材料概述 3.车身用高分子材料
★特点 ★组成 ★分类 ★主要性能指标
2.车身材料概述
车身
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车身材料
★汽车车身常采用的材料有：钢、有 色金属、塑料。
钢： 普通钢板：根据不同的部位使用0.6～0.8mm
厚的钢板。 高强度钢板：与普通钢板厚度相同，但具有更
高强度。 防锈钢板：钢板的一面或者是两面镀锌使其难
生锈。
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车身材料
铝： 车身板件用铝合金：重量约为钢板的二
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材料－汽车工业的基础
★以现代轿车用材为例，按照重量换算， 钢材占汽车自重的55％～60％，铸铁占5 ％～12％，有色金属占6％～10％，塑料 占8％～12％，橡胶占4％，玻璃占3％， 其他材料(油漆、各种液体等)占6％ ～ 12％。
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材料－汽车工业的基础
★现代汽车要满足: 安全、舒适、自重轻、污染排放低、能 耗小、价格低等要求.材料是首要考虑方 面。
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2007-2009全球汽车产量排行榜
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材料－汽车工业的基础
★在现代工业中，材料、能源、信息被看 作三大支柱，而能源和信息的发展，在 某种程度上又依赖于材料的进步。对于 汽车工业也是如此，材料也是汽车工业 的基础。据统计，一辆汽车约有3万多个 零件组成，这些零部件采用了4千余种不 同的材料加工而成。从汽车的设计、选 材、加工制造，到汽车的使用、维修和 养护，无一不涉及到材料。
1912 不饱和树脂
1920 聚合物理论: Staudinger
1925 聚醋酸乙烯酯工业化 (白胶水）(1912,Germany)
1926-1927 PMMA and PVA
1926 PVC
1930-1937 聚苯乙烯 (German, America)
1935 -1938 尼龙工业化 (Carothers, Dupont Co.)
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车身用高分子材料
降低了成本 减轻了重量 提高了设计的自由度 加之塑料制品的能耗仅为钢制品的60～80%、
铝制品的35～50%，工序简便、生产效率 高、与同体积的金属制品相比价格上还略占优 势，更优于有色金属制品。
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车身高分子材料
★塑料自上世纪60 年代初进入汽车 工业以来，随着高分子材料科学及其加 工技术、塑料应用技术、现代汽车设计 及制造技术的发展，50 年来塑料制品在 汽车工业上的应用有了很大发展。
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车身高分子材料
★世界汽车平均每辆塑料用量在2000 年就 已达105 kg， 约占汽车总质量的8 %～ 12 %。最近几年，我国一般汽车上塑料 件占整车质量的比例从原来的5 %左右 上升到了12 %～18 %以上。新开发的一 些轿车上塑料件已达20 %以上，如奥迪 A2 型轿车，塑料件的总质量高达220 kg ， 占总用材的24.16 %。