目前，世界汽車材料技術(shù)發(fā)展的主要方向是輕量化和環(huán)保化。汽車塑料相對(duì)密度低，以塑代鋼制作外裝件，可減輕汽車自重，達(dá)到節(jié)能目的。減輕汽車自身質(zhì)量是降低汽車排量、提高燃燒效率最有效的措施之一。據(jù)測(cè)算，汽車自身質(zhì)量每減輕10%，燃油消耗就可降低6%～8%。在安全方面，單位質(zhì)量的塑料抗沖性不遜于金屬，有些工程塑料、碳纖維增強(qiáng)塑料還遠(yuǎn)高于金屬。

1.1  塑料的簡(jiǎn)介

1.1.1 塑料的種類

㈠按照使用特性，塑料分為通用塑料、工程塑料和特種塑料。通用塑料是指產(chǎn)量大、用途廣、成型好、價(jià)格便宜的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、酚醛等。工程塑料指能承受一定外力作用，具有良好的機(jī)械性能和耐高、低溫性能，尺寸穩(wěn)定性較好，可以用作工程結(jié)構(gòu)的塑料，如聚酰胺、聚砜等。特種塑料具有特種功能，如氟塑料和有機(jī)硅等。

㈡按照理化特性，又可分為熱固性塑料和熱塑性塑料兩種。熱固性塑料是指在受熱或其他條件下能固化或具有不溶(熔)特性的塑料。熱固性塑料優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度、耐熱性好，受壓不易變形；缺點(diǎn)是成型工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低。熱塑性塑料是指在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的塑料。其優(yōu)點(diǎn)是成型工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高，具有一定的機(jī)械性能，可重復(fù)回收使用；缺點(diǎn)是耐熱性差，剛度較低。

1.1.2  塑料的成分

塑料以合成樹脂為主要成分，加入適量的添加劑，以增加其工藝性能與使用性能。添加劑有：填料和增強(qiáng)材料、填充劑、增塑劑、固化劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、抗靜電劑、阻燃劑等。 

1.1.3  改性塑料

塑料的特性表現(xiàn)在質(zhì)量輕、不會(huì)銹蝕、耐沖擊性好、透明度高、耐磨損性和絕緣性好、導(dǎo)熱性低，一般成型性及著色性好、加工成本低等，在汽車設(shè)計(jì)中采用大量的塑料，可以綜合反映出對(duì)汽車設(shè)計(jì)性能的要求，即輕量化、安全、防腐、造型美觀和舒適等，而且有利于降低成本，節(jié)約材料資源。但由于普通塑料尺寸穩(wěn)定性差、熱膨脹率大、易燃燒、易老化等，許多特性不能與金屬材料相比。因此，汽車所用塑料不是單一的某一種品種，而是經(jīng)過改性的，又稱“改性塑料”。 

1.2  汽車用塑料的輕量化體現(xiàn)

用可吸收沖擊能量和震動(dòng)能量的彈性體、發(fā)泡塑料制造儀表板、座椅、頭枕等制品，可以減輕碰撞時(shí)對(duì)人體的傷害，提高汽車安全系數(shù)。結(jié)構(gòu)件則多采用高強(qiáng)度工程塑料，以減輕質(zhì)量，降低成本，簡(jiǎn)化工藝，如用塑料做燃油箱、發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤上的一些零件。 
1.3  汽車用塑料的個(gè)性化發(fā)展

采用汽車塑料，還有助于汽車向個(gè)性化方向發(fā)展。塑料制品的設(shè)計(jì)自由度大，可制成透明、半透明或不透明制品，而且外觀多種多樣。另外，塑料加工性能好，復(fù)雜制品可一次成型、批量生產(chǎn)，效率高，成本低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。如果以單位體積計(jì)算，生產(chǎn)塑料制件的費(fèi)用僅為有色金屬的1/10。 

2  汽車用塑料的種類

隨著塑料新材料的不斷開發(fā)，塑料在汽車應(yīng)用的領(lǐng)域不斷擴(kuò)大：

2.1  納米復(fù)合材料的應(yīng)用

熱塑性聚烯烴(TPO基)納米復(fù)合材料，應(yīng)用于汽車內(nèi)、外裝飾件，優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)輕、尺寸穩(wěn)定性高、強(qiáng)度高、低溫抗沖擊性能好。TPO系納米復(fù)合材料汽車踏腳板，已用于通用汽車公司轎車，具有較高的硬度、質(zhì)量輕、低溫下不發(fā)脆且容易回收。 

豐田公司將納米聚丙烯復(fù)合材料用于汽車前后保險(xiǎn)杠，使原保險(xiǎn)杠厚度由4mm減至3mm，重量減輕約1/3。豐田公司又相繼推出了用于汽車內(nèi)飾件的聚丙烯納米復(fù)合材料。 

納米粒子的介入，不僅改善了聚合物的強(qiáng)度、剛性、韌性，而且還有利于提高聚合物的透光性、阻隔性、耐熱性及防紫外性等，由于加工簡(jiǎn)便，效果明顯，業(yè)內(nèi)對(duì)聚合物納米復(fù)合材料的市場(chǎng)前景持樂觀態(tài)度。 

2.2  可噴涂和免噴涂塑料

美國(guó)GE公司開發(fā)的可導(dǎo)電的聚苯醚/聚酰胺材料使車身塑料件能與金屬?zèng)_壓件一起進(jìn)行陰極電泳(即可實(shí)現(xiàn)全在線噴涂)，從而消除汽車車身非金屬件與金屬件的色差問題。 

此外，用于制造汽車車身板的PC/PBT材料與SLX膜通過模內(nèi)裝飾注塑成型工藝制造塑料車身外板、前后翼子板及后車廂門等，可以達(dá)到油漆的效果，降低生產(chǎn)成本。該技術(shù)已開始在國(guó)外轎車車身板的生產(chǎn)中使用。 
2.3  塑件配光鏡和塑料玻璃

由美國(guó)GE公司生產(chǎn)的特殊聚碳酸酯做成的前照燈配光鏡涂有防刮傷涂層，比玻璃鏡片更亮，更抗破碎，更具光學(xué)加工的準(zhǔn)確性。 

美國(guó)在風(fēng)窗玻璃的三層安全玻璃里面又貼附了20μm厚的聚氨酯膜。美國(guó)絕大部分客車采用丙烯酸樹脂板，風(fēng)窗玻璃塑料化可以達(dá)到節(jié)能和保護(hù)乘員安全的目的。 
2.4  纖維增強(qiáng)熱塑性塑料

長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料(LFRT)是新型輕質(zhì)高強(qiáng)度工程結(jié)構(gòu)材料，因其重量輕、價(jià)廉、易于回收重復(fù)利用，在汽車上的應(yīng)用發(fā)展很快。 

用天然纖維如亞麻、劍麻增強(qiáng)塑料制造車身零件，在汽車行業(yè)已經(jīng)得到認(rèn)可。用亞麻增強(qiáng)聚丙烯制作車身底板，材料的拉伸強(qiáng)度比鋼要高，剛度不低于玻纖增強(qiáng)材料，制件更易于回收。對(duì)操作工人，可免除因玻纖引起的皮疹和呼吸性疾病。我國(guó)江陰一些企業(yè)已經(jīng)開始生產(chǎn)這類材料。 
2.5  在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

發(fā)動(dòng)機(jī)氣門室罩和機(jī)油盤采用聚酰胺、反應(yīng)注塑聚氨酯、環(huán)氧樹脂等玻璃纖維增強(qiáng)塑料模制或壓制而成；發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸襯墊和密封墊用高性能的或用特殊工藝生產(chǎn)的傳統(tǒng)合成橡膠，其中包括CR和FRM；耐磨聚丙烯成型材料應(yīng)用于齒輪、軸等耐磨成型制品。廂式車和貨車中，用復(fù)合材料(玻璃和碳纖維)傳動(dòng)軸代替的金屬軸，減輕了重量，降低了噪聲和振動(dòng)，并使工作更為平順。英國(guó)GKN技術(shù)公司用纖維增強(qiáng)塑料制造的傳動(dòng)軸，重量減輕50％～60％，抗扭性比鋼大1.0倍，彎曲剛度大1.5倍。杜邦公司開發(fā)出一種復(fù)合玻纖增強(qiáng)尼龍66用于V6發(fā)動(dòng)機(jī)的有源集合塑料通風(fēng)系統(tǒng)。 

2.7  車身

塑料在汽車車身上的應(yīng)用主要有三種模式：(1)外覆蓋件與結(jié)構(gòu)件全部采用塑料：主要用于高檔跑車，其骨架結(jié)構(gòu)件采用碳纖增強(qiáng)塑料，外覆蓋件采用玻纖增強(qiáng)塑料，成本很高。(2)金屬骨架與全塑外覆蓋件與車身結(jié)合：車身采用玻纖增強(qiáng)熱塑性聚酯注塑成型，其設(shè)備為8800t注塑機(jī)，設(shè)備費(fèi)用昂貴。(3)部分采用塑料外覆蓋件：一些高級(jí)轎車，骨架結(jié)構(gòu)采用金屬件，外覆蓋件則部分采用塑料件。 
2.8  開發(fā)塑料功能件

用玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料(GMT)制造支架、托架和多功能制件等。應(yīng)用塑料制造進(jìn)氣歧管可減輕重量40％～60％，且表面光滑、流動(dòng)阻力小，可提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能，并在提高燃燒效率、降低油耗及減振降噪方面有一定作用。開發(fā)在基體聚合物中摻入電導(dǎo)性填料的“復(fù)合型電導(dǎo)性塑料”和塑料本身具有電導(dǎo)性的“電導(dǎo)性高分子化合物”，以其高功能性能供汽車生產(chǎn)選用。 
2.9  儀表板、內(nèi)飾系統(tǒng)

國(guó)外許多汽車廠用泡沫聚氨酯制造門板，不僅能減輕重量、強(qiáng)度，吸聲性和安全性能也好。聚丙烯由于價(jià)格低廉，在美國(guó)汽車市場(chǎng)上得到廣泛應(yīng)用，不僅用聚丙烯替代ABS，而且有些車型內(nèi)飾全部使用聚丙烯。目前國(guó)內(nèi)使用的儀表板可分為硬質(zhì)儀表板和軟質(zhì)儀表板兩種。硬質(zhì)儀表板一般為改性聚丙烯采用注塑成型，在經(jīng)濟(jì)型車上使用。軟質(zhì)儀表板為聚氨酯反應(yīng)發(fā)泡成型，通常用于中高檔轎車。 
3  結(jié)論

塑料材料的創(chuàng)新應(yīng)用將會(huì)是汽車制造中最受到關(guān)注和重視的關(guān)鍵點(diǎn)，汽車在能源短缺、環(huán)保重視度不斷加深的明天除了依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)和新原料的創(chuàng)新，很大程度將會(huì)依賴塑料技術(shù)的發(fā)展。誰(shuí)能在材料選擇和應(yīng)用上獲得領(lǐng)先，誰(shuí)便可以獲得更大的收益。