橡胶在汽车上的应用现状

橡胶材料在汽车上的应用现状及前景

摘要：对橡胶材料的简要概述，大致分类及其特性；汽车中存在的橡胶制品主要类型，以及未来橡胶材料的发展趋势和发展途径。

关键字：橡胶材料；汽车；应用现状；发展趋势

论文主题：橡胶材料在汽车上的应用现状及前景

0.引言

随着国民经济的日渐提升，汽车技术的飞速发展，80年代对于人们遥不可及的汽车，如今已经步入了千家万户。2013年中国汽车产销量再创新高，不仅再次囊括全球产销量第一，也是目前产销量迈过2000万辆关口的唯一国家。而汽车产业的发展也带动了相关产业的发展，其中橡胶材料的发展尤为明显。

汽车橡胶制品是汽车配件中不可缺少的重要组成元件。据统计，汽车行业占用了全球每年消耗橡胶生胶量的70％以上，其中轮胎占用60％，汽车橡胶制品配件占用40％。按不同类型汽车计算，每辆汽车上需要安装大约有100－200多种橡胶制品，要使用约200－500多个橡胶配件。除轮胎外，因不同规格汽车而异，耗用橡胶材料大约为15－60公斤。一辆汽车安装的橡胶制品（不计轮胎）约占汽车总成本的6％左右。

随着汽车技术现代化的发展，对汽车橡胶制品的要求也日趋严格和苛刻，如要求橡胶制品耐老化，耐高温、耐低温，耐新型燃油以及优异的动态疲劳性能，耐久的使用寿命等。可以看出橡胶材料技术的发展与汽车技术的发展息息相关。

1.橡胶概述

橡胶（Rubber）：具有可逆形变的高弹性聚合物材料。在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度（T g）低，分子量往往很大，大于几十万。

橡胶一词来源于印第安语cau-uchu，意为“流泪的树”。天然橡胶就是由三叶橡胶树割胶时流出的胶乳经凝固、干燥后而制得。橡胶的分子链可以交联，交联后的橡胶受外力作用发生变形时，具有迅速复原的能力，并具有良好的物理力学性能和化学稳定性。橡胶是橡胶工业的基本原料，广泛用于制造轮胎、胶管、胶带、电缆及其他各种橡胶制品。

2.橡胶的分类及其优点

按原材料来源与方法：橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。其中天然橡胶的消耗量占1/3，合成橡胶的消耗量占2/3。

按橡胶的外观形态：橡胶可分为固态橡胶（又称干胶）、乳状橡胶（简称乳胶）、液体橡胶和粉末橡胶四大类。

根据橡胶的性能和用途：除天然橡胶外，合成橡胶可分为通用合成橡胶、半通用合成橡胶、专用合成橡胶和特种合成橡胶。

根据橡胶的物理形态：橡胶可分为硬胶和软胶，生胶和混炼胶等。

按性能和用途分：通用橡胶和特种橡

胶。

丁腈胶NBR：具良好的抗油、抗水、抗溶剂及抗高压油的特性。具良好的压缩歪，抗磨及伸长力；氢化丁腈胶HNBR：具极佳的抗蚀、抗张、抗撕和压缩歪的特性；硅橡胶SI：弹性良好及具有良好的压缩歪对中性溶剂具有良好的抵抗性隔热、散热性；以及丁苯橡胶，氯丁橡胶，三元乙丙橡胶，丙烯酸酯橡胶，氟橡胶和聚氨酯橡胶等。

3.汽车中的主要橡胶制品

(1)密封制品

汽车密封系统主要用于阻止液体或其它材料泄露，包括O型圈、回转轴油封、密封条、防尘罩、平面密封垫等。有时用金属、塑料或织物制造密封件，但更多的是使用橡胶。

橡胶密封制品是汽车用橡胶制品不可缺少的重要组成部分，主要品种有骨架油封、O形密封圈、密封胶条、制动皮碗、皮膜及各种垫片。这些产品依靠橡胶大分子本身的高弹性、可复原性大变形、气密性及粘弹性而发挥作用，是汽车中不可替代的一类特殊零件，分别起着密封、减振、隔音、制动等作用，对汽车正常行驶及行驶的舒适、安全性发挥重要的作用。

(2)轮胎

轮胎是在各种车辆或机械上装配的接地滚动的圆环形弹性橡胶制品。能支承车身，缓冲外界冲击，实现与路面的接触并保证车辆的行驶性能。轮胎常在复杂和苛刻的条件下使用，它在行驶时承受着各种变形、负荷、力以及高低温作用，因此必须具有较高的承载性能、牵引性能、缓冲性能。同时，还要求具备高耐磨性和耐屈挠性，以及低的滚动阻力与生热性。世界耗用橡胶量的一半用于轮胎生产，可见轮胎耗用橡胶的能力。为了使橡胶具有制造轮胎所要求的性能，必须要在橡胶中渗入各不同的化学材料。其中添加的一种很重要的添加剂叫碳黑，因为碳具有特别的吸附性，碳粒子与橡胶分子的粘结非常好，使得橡胶增强了硬度，强度和耐磨性。

(3)减震制品

一般采用天然橡胶和氯丁橡胶，要求耐油的采用丁腈橡胶，要求耐高低温的采用硅橡胶，要求高阻尼的采用丁基橡胶。用于防止或减少汽车在行驶过程中所产生的各种振动和噪声的橡胶配件。根据其使用部位可分为发动机系列用、驱动装置用、操纵装置用、前后悬挂用、车身用、排气系统用和其它系统用七大类。其主要作用是吸收、反射振动源所产生的振动能量，阻止振动波所产生的共振效应。

(4)胶管制品

胶管制品用于底盘、发动机和车身三大部位，用于输油、输气、驱动、控制、刹车、冷却和供暖七个系统的胶管，起供油、供气、供水和传递动力的作用。胶管品种有燃油管、输水胶管、制动软管、真空胶管、空调胶管、散热器胶管、动力转向胶管及异型分枝胶管。

(5)其他制品

这类橡胶制品包括汽车用胶板（车内地胶板和挡泥板）、汽车内饰及粘胶剂、密封胶、雨刷器胶条等。地板胶用于铺设车内地面，防震防滑。雨刷器胶条用于雨雪天气刮除挡风玻璃上雨雪之用，保证驾驶人员视线和正常操作，以及使车辆正常行驶。粘胶剂则用于汽车内饰材料的粘接和汽车底部的保护等。

4.橡胶材料在汽车上的发展趋势

由于我国天然橡胶资源有限，今后发展

方向应适当增加合成橡胶使用比例。主要增加的合成橡胶为丁苯橡胶和顺丁橡胶。但由于目前这两种合成橡胶综合性能比不上天

然橡胶，过分提高这二种合成橡胶应用比例会降低轮胎的质量，今后应改进这二种橡胶的物理性能或要研制新的品种。还要大力发展人造天然橡胶（IR）以补充天然橡胶的不足。橡胶材料除了使用丁腈橡胶外，还采用丁腈胶/聚氯乙烯共混胶，今后应当扩大采用氢化丁腈橡胶、氯醚橡胶、氯磺化聚乙烯和三元乙丙橡胶等。国内雨刷器胶条主要用材是氯丁橡胶。国外从材料、结构上都进行较深入的研究。如用三元乙丙橡胶、硅橡胶取代氯丁橡胶，胶料中添加固体润滑剂，或进行表面喷涂耐磨材料等。

5.如何发展橡胶材料

汽车橡胶配件质量是影响汽车质量的

最重要的关键因素之一。政府科技部门应当重视而且有责任解决这个问题。应由政府出面组织国内相关行业技术精英，有选择性地瞄准几个关键技术进行攻关研究。可推广由高等院校、科研院所与企业联合攻关的“产学研”模式，由（部）省级科技厅出面组织，由企业和研究院所、高等学校专家就当前汽车配套橡胶制品中遇到的关键材料和重大

技术关键课题进行筛选、论证、立项、招标。研究经费由（部）省政府出一部分，企业配套相应资金，由中标企业和院校共同研制完成。经过二三年甚至五六年的研究试验，相信一定能收到显著效果。

6.结论

目前汽车橡胶制品所用的原材料，由于国内技术水平所限，很不适应行业开发新产品的需要。首先是合成橡胶，如用于复合密封条和皮膜的三乙丙橡胶，质量很不稳定，仍需大量进口；用于汽车发动机耐200℃以上、高旋转、高压状况工作下的耐磨、尺寸稳定性好、粘附性能好的骨架油封用氟橡胶，国内只是小批量生产，品种单一，硫化时产品易粘模、撕裂强度差；耐150℃油封用的丙烯酸酯橡胶，质量不稳定，现仍需进口。此外，氢化丁腈橡胶尚处于试制阶段，氯醚橡胶只有小批量生产，且质量不稳定；耐油型的硅橡胶国内仍为空白；就连在制品中有广泛用途的氯丁橡胶，国内品种单一、质量不稳定，目前还需大量进口。其次，就是上述几种特种橡胶相应所需的硫化体系、助剂等材料，国内品种单一、效能低，有待于进一步更新。再者就是所用的纺织骨架材料，如用于多楔带的硬聚酯线绳质量达不到要求，其中伸长大、强力低，附着力欠佳，热稳定性不好。所用这些，国家有关部门应该切实安排好生产，以适应用橡胶制品开发新产品的需要。因此，作为即将步入汽车行业的我们，要时刻提醒自己身上肩负的责任，为发展汽车橡胶技术而努力。

参考文献：[1]周燕汽车材料.北京:人民交通出版社.2009.10

[2]罗权焜汽车橡胶制品的现状与发展趋势.2011

[3]李静汽车橡胶制品子行业发展概况与建议中国化工报2006.08

[4]王雪飞杨军汽车用橡胶减振材料及制品的应用与发展