汽车保险杠材料的选择与加工(高分子)
汽车保险杠材料的选择与加工
作者：刘小明
（单位：湖北汽车工业学院）
【Abstract】In the new energy automotive technology has yet to break today, lightweight is the current automobile energy saving, one of the most effective way to reduce pollution. This article from the bumper working conditions, failure modes, machining process and performance requirements, studying a variety of engineering plastics chemical structure and the corresponding physical and chemical properties, research out of the car bumper beams using PP material to replace the traditional buffer the feasibility of metal materials. Finally the corresponding evaluation of research results, concluded that the modified PP material can be used as a replacement bumper. In order to achieve the purpose of the automotive lightweight .
【key words】B umper lightweight PP material p rocessing technology .
【正文】
一、保险杆的材料及其性能要求
1. 1 保险杠：是吸收缓和外界冲击力，防护车身前后部的安全装置，正常情况下保险杠暴露于空气之中。所以保险杠的失效方式主要是腐蚀、擦伤、开裂、老化和失去光泽等等。汽车保险杠作为汽车外部抗撞击件，要求材料耐腐蚀、隔热隔电、耐冲击、抗辐射抗震，并且具有高的强度高的韧性及良好的耐摩擦耐气候与耐溶剂性。作为汽车加工、装配制品，又要具有较小的收缩率，较大的抗蠕变性，较好的尺寸稳定性、亲水性、抗静电性、涂饰着色和粘合等二次加工性能。
1. 2 现在的轿车前后保险杠除了要满足上述功能外，还要追求与车体造型和谐与统一，追求本身的轻量化。为了达到这种目的，目前轿车的前后保险杠大体上可以使用聚碳酸脂和聚丙烯两种材料，采用注射成型法制成。塑料保险杠具有强度、刚性和装饰性，从安全上看，汽车发生碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体，从外观上看，可以很自然地与车体结合在一块，浑然成一体，具有很好的装饰性，成为装饰轿车外型的重要部件。
二、替代材料的物化特性
2.1 聚碳酸酯
聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。聚碳酸酯是一种强韧的热塑性树脂，其名称来源于其内部的C O3基团。
化学性质
聚碳酸酯（PC）是碳酸的聚酯类，碳酸本身并不稳定。聚碳酸酯耐弱酸，耐弱碱，耐中性油。聚碳酸酯不耐紫外光，不耐强碱。
PC是一种线型碳酸聚酯，分子中碳酸基团与另一些基团交替排列，这些基团可以是芳香族，可以是脂肪族，也可两者皆有。PC是几乎无色的玻璃态的无定形聚合物，有很好的光学性。PC高分子量树脂有很高的韧性，悬臂梁缺口冲击强度为600~900J/m，未填充牌号的热变形温度大约为130°C ，玻璃纤维增强后可使这个数值增加10°C。PC的弯曲模量可达2400MPa以上，树脂可加工制成大的刚性制品。低于100°C 时，在负载下的蠕变率很低。PC主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高，对缺口敏感，耐有机化学品性，耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线中会发黄。和其他树脂一样，PC容易受某些有机溶剂的浸浊。
物理性质
密度：1.20－1.22 g/cm^3 线膨胀率：3.8×10 cm/°C 热变形温度：135°C 低温-45 °C 。
聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，在普通使用温度内都有良好的机械性能。聚碳酸酯的耐磨性差。一些用于易磨损用途的聚碳酸酯器件需要对表面进行特殊处理。
特点及优点
特性：为非结晶性热塑性塑料，优质的耐热性能、良好的透明度和极高的耐冲击强度等物理机械性能。优点：1、具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广；2、高度透明及自由染色性；3、H.D.T.高；4、耐疲劳性佳；5、耐候性佳；
6、电气特性优；
7、无味无臭对人体无害符合卫生安全；
8、成形收缩率低、尺寸安定性良好。
加工
PC可注塑、挤出、模压、吹塑、热成型、印刷、粘接、涂覆和机加工，最重要的加工方法是注塑。成型之前必须预干燥，水分含量应低于0.02%，微量水份在高温下加工会使制品产生白浊色泽，银丝和气泡，PC在室温下具有相当大的强迫高弹形变能力。冲击韧性高，因此可进行冷压，冷拉，冷辊压等冷成型加工。挤出用PC分子量应大于3万，要采用渐变压缩型螺杆，长径比1：18~24，压缩比1：2.5，可采用挤出吹塑，注-吹、注-拉-吹法成型高质量，高透明瓶子。PC合金种类繁多，改进PC熔体粘度大（加工性）和制品易应力开裂等缺陷，PC与不同聚合物形成合金或共混物，提高材料性能。
2.2 聚丙烯
聚丙烯，英文名称：Polypropylene（PP)。它是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。聚丙烯包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化，故熔点可高达167℃。耐热、耐腐蚀，制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度小，是最轻的通用塑料。缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性予以克服。
共聚物型的PP材料有较低的热变形温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度，PP的冲击强度随着乙烯含量的增加而增大。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。
物理性能
聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0. 90--"0. 91g/rm，是目前所有塑料中最轻是品种之一。它对水特别稳定，在水中的吸水率仅为0. 01%，分子量约8万一15万。成型性好，但因收缩率大(为1%~2.5%）.厚壁制品易凹陷，对一些尺寸精度较高零件，还难于达到要求，制品表面光泽好，易于着色。
力学性能
聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能。温度和加载速率对聚丙烯的韧性影响很大。当温度高于玻璃化温度时，冲击破坏呈韧性断裂，低于玻璃化温度呈脆性断裂，且冲击强度值大幅度下降。提高加载速率，可使韧性断裂向脆性断裂转变的温度上升。在室温和低温下，由于本身的分子结构规整度高，所以冲击强度较差。聚丙烯最突出的性能就是抗弯曲疲劳性，俗称百折胶。
热性能
聚丙烯具有良好的耐热性，制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌，在不受外力的条件下，150℃也不变形。脆化温度为-35℃，在低于-35℃会发生脆化，耐寒性不如聚乙烯,其熔点为176℃。
化学稳定性
聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定；但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使聚丙烯软化和溶胀，同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高，所以聚丙烯适合制作各种化工管道和配件，防腐蚀效果良好。
电性能
聚丙烯的高频绝缘性能优良，由于它几乎不吸水，故绝缘性能不受湿度的影响。它有较高的介电系数，且随温度的上升，可以用来制作受热的电气绝缘制品。它的击穿电压也很高，适合用作电气配件等。抗电压、耐电弧性好，但静电度高，与铜接触易老化。
耐候性
聚丙烯对紫外线很敏感，加入氧化锌、硫代二丙酸二月桂酯、碳黑或类似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。
特点
无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100℃左右使用。具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响，但低温时变脆、不耐磨、易老化。适于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。常见的酸、碱等有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。
成型工艺
注塑机选用：对注塑机的选用没有特殊要求。由于PP具有高结晶性，需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。锁模力一般按3800t/m2来确定，注射量20%-85%即可。
干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。
熔化温度：PP的熔点为160-175℃，分解温度为350℃，但在注射加工时温度设定不能超过275℃。熔融段温度最好在240℃。
模具温度：模具温度50-90℃，对于尺寸要求较高的用高模温，型芯温度比型腔温度低5℃以上。
注射压力：采用较高注射压力（1500-1800bar）和保压压力（约为注射压力的80%）。大概在全行程的95%时转保压，用较长的保压时间。
注射速度：为减少内应力及变形，应选择高速注射，但有些等级的PP和模具不适用（出现气泡、气纹）。如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹，则要用低速注射和较高模温。
流道和浇口：流道直径4-7mm，针形浇口长度1-1.5mm，直径可小至0.7mm。边形浇口长度越短越好，约为0.7mm，深度为壁厚的一半，宽度为壁厚的两倍，并随模腔内的熔流长度逐肯增加。模具必须有良好的排气性，排气孔深0.025mm-0.038mm，厚1.5mm，要避免收缩痕，就要用大而圆的注口及圆形流道，
加强筋的厚度要小（例如是壁厚的50-60%）。均聚PP制造的产品，厚度不能超过3mm，否则会有气泡（厚壁制品只能用共聚PP）。
熔胶背压：可用5bar熔胶背压，色粉料的背压可适当调高。
制品的后处理：为防止后结晶产生的收缩变形，制品一般需经热水浸泡处理。
三、保险杠材料的确定
材料的确定需要从零件的使用性能、工业性能、经济性、可靠性、环境影响等方面来考虑。
3.1 使用性能的比较：
聚碳酸酯不耐紫外光，不耐强碱。主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高，对缺口敏感，耐有机化学品性，耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线中会发黄。和其他树脂一样，PC容易受某些有机溶剂的浸浊。聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，在普通使用温度内都有良好的机械性能。聚碳酸酯的耐磨性差，但可以通过对其表面进行特殊处理，改善其耐磨性。
而聚丙烯对紫外线也很敏感，但是当加入氧化锌、硫代二丙酸二月桂酯、碳黑或类似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。它对水特别稳定，在水中的吸水率仅为0. 01%，所以聚丙烯的高频绝缘性能优良，故绝缘性能不受湿度的影响。
但是当温度高于玻璃化温度时，冲击破坏呈韧性断裂，低于玻璃化温度呈脆性断裂，且冲击强度值大幅度下降。提高加载速率，可使韧性断裂向脆性断裂转变的温度上升。在室温和低温下，由于本身的分子结构规整度高，所以冲击强度较差。
聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定；但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使聚丙烯软化和溶胀。
3.2 工艺性能的比较：
工艺性能是指：所选材料所具备的工艺和技术性能。聚碳酸酯和聚丙烯的加工工艺见上文。读者可自行比较。
3.3 经济性的比较：
市面上的聚丙烯在15元/千克左右，而聚碳酸酯也在13元/千克左右，所以当原材料不经过特殊处理时，聚碳酸酯和聚丙烯价格不相上下。
3.4可靠性比较：
根据原材料的力学性能和化学组成我们知道，PP材料由于结晶度较高，所以材料的表面刚度和抗划痕特性很好而且不存在环境应力开裂问题。聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定。所以在正常工作条件下，PP材料具有较好的环境适应能力。
而聚碳酸酯（PC）是碳酸的聚酯类，碳酸本身并不稳定。聚碳酸酯耐弱酸，耐弱碱，耐中性油。PC主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高，对缺口敏感，耐有机化学品性，耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线中会发黄。和其他树脂一样，PC容易受某些有机溶剂的浸浊。由于PC为非结晶性热塑性塑料，所以具有优质的耐热性能、良好的透明度和极高的耐冲击强度等物理机械性能。但是，在保险杠正常工作条件下，这些优点并不能凸现出来。
3.5对环境影响方面的比较：
聚丙烯和聚碳酸酯均为热塑性材料，均可回收再利用。
综上得出聚丙烯（PP)，是较为合适的金属保险杠替代材料。
四、提高材料性能的途径及加工
通过上述分析可知，尽管聚丙烯有众多优点，但是，聚丙烯同时存在一些不足之处。最大的缺点是耐寒性差，低温易脆断；其次是收缩率大，抗蠕变性差，制品尺寸稳定性差，容易产生翘楚变形。与传统工程塑料相比，聚丙烯还存在一些缺陷，如耐候性差，耐光、热及抗老化性差，亲水和抗静电性差，涂饰着色和粘合等二次加工性能差，与其他极性聚合物和无机填料的相容性差。从而限制了它作为保险杠合适材料，所以，为了满足作为汽车保险杠材料的苛刻要求，就必须对聚丙烯改性。
聚丙烯改性的方法多种多样，总体上可划分为化学改性和物理改性两大类。化学改性主要是通过改变聚丙烯分子链的结构，从而改变材料的性能。物理改性是通过改变聚丙烯的高次结构，以达到改善材料性能的目的。物理改性主要包括：共混改性、填充改性、复合增强和表面改性等。
作为制作保险杠的PP材料，要求具有超高击强度、耐温度性好、耐候性好、高流动性、足够的刚性等性能。均聚及共聚PP都冲达不到此要求，只有将PP采用物理改性后，其性能才能达到要求。
4.1 原料PP的选择
丙烯单体聚合成PP的成产工业有溶液法语本体法两种。溶液法可生产均聚PP,也可引入乙烯单体与丙烯单体共聚成共聚PP。本体法只能产生均聚PP。其中以共聚PP质量最好，本体法产生的均聚PP质量最差。本体PP有分子量分布宽、大块不溶物多、含氯量高、酸臭味浓、贮存期短、后加工过程腐蚀设备等缺陷。
4.2 增韧剂的选择
根据保险杠对原料PP的要求，国内外的一些研制单位或生产厂家对改性PP提出下列参数标准（表1、标2）。
为使改性PP能达到表1、表二所列的技术指标要求，原料PP一定要增韧。用于PP的增韧剂有多种，如乙丙橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶、聚异丁烯、SBS、EV A、丁基橡胶、聚乙烯等。为保证PP与增韧剂混合的好，即两者的相与相之间有最佳表面粘合，可以选择EPR作为PP增韧剂，同时适当添加PE，使其与EPR起增韧协同作用。
增韧剂品种确定后，添加量是个必须解决的问题。按共混理论，共混物的特性以连续相为主要特征，分散相呈次要特征。因此，选用EPR与PE的添加量决不能超过PP，但又不能太少，否则起不到增韧的目的。通过实现显示，EPR与PE的添加量在15%~40%之间为好。
4.3交联改性
从表1、表2可以看出，适宜制作汽车保险杠的PP材料必须具有超高冲击强度，常温下在400J/m 以上，低温下在50J/m 以上。而均聚PP冲击强度常温下最高只能达到50J/m 。经过增韧改性后，其冲击强度在常温下也只能达到90J/m 左右。采用
交联改性，PP/增韧剂共混物产生了类似硫化橡胶的网状结构，冲击强度得到大幅提
高，
可以达到保险杠所要求的超高冲击强度。
PP/增韧剂和交联改性，目前已工业化了的方法是有机过氧化物的化学交联方法。
4.3.1 有机过氧化物的化学交联改性
适用于PP交联改性的有机过氧化物，有过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、2,5二甲基—2.5—双叔丁过氧基己烷等。因为这些有机过氧化物半衰期的分解温度与PP 的熔融温度相接近。这样，在PP的交联过程中，这些有机过氧化物才能完全分解，不至于发生延缓PP交联的时间，从而影响到PP/增韧剂共混物最终产品和性能。有机过氧化物在对PP交联的同时，也会产生使PP降解的副反应，从而减弱了交联效果，降低了PP/增韧剂共混物最终产品的冲击强度。为了抑制副反应，增进交联效果，需要添加二乙烯基苯、乙烯基三乙氧基硅烷等作交联助剂，组成交联体系。在交联体系作用下，PP/增韧剂共混物的交联改性才会有较好的效果。
表3为我们采用有机过氧化物交联体系对PP/增韧剂共混交联改性的实验数据。
从表3不难看出，尽管有机过氧化物的交联改性PP是目前较为成熟且已实现工业化方法，但在实际操作中，仍存在其工艺较难掌握，容易发生交联过度或交联不足现象。交联过度时，PP/增韧剂共混物的冲击性能虽然能达到或接近指标要求，但其熔体流动速率低，流动性差，这对注成型保险杠制品的工艺是很不利的；交联不足时，其熔体流动速率虽然高了，流动性好，但是冲击性能却远远达不到指标要求。
此外，有机过氧化物交联体系还存在有机过氧化易燃，甚至易爆、有毒，交联助剂易自聚、贮存周期短，在注塑成型过程中产生恶臭味气体等缺陷。同时，为了增加PP/增韧剂共混物最终制品的耐寒性，需要添加抗氧剂，但抗氧剂与有机过氧化
物的性质是互相接触的。因此，这两种物质的适量添加也很难解决。
4.3.2非过氧化物的化学交联改性
针对有机过氧化物交联体系的种种缺陷，人们探索了使用非过氧化物交联体系对PP/增韧剂共混物交联改性的可能性。表4所列为采用非过氧化物交联体系对PP/增韧剂共混物交联改性的实验数据。
很显然，采用非过氧化物交联体系对PP的交联改性，不仅可行，而且操作工艺容易掌握，所制的超高冲击强度PP材料性能良好。此外，非过氧化物还有不易燃烧、不爆炸、低毒、气味小、来源丰富、价格便宜、交联过程中无副反应等优点。
4.3.3添加第四组分
以非过氧化物交联体系对PP/增强剂共混物进行交联改性，制取超高冲击强度PP材料的过程中，得到的共混物产品的热变形温度偏低，这是其刚性较差的缘故。增加刚性的方法有填充滑石、碳酸钙、云母混合填充剂等无机填料，也可添加刚性高聚物。为了不影响或少影响PP材料的其他性能，可以以刚性物质作为第四组分添加，结果热变形温度得到提高。超高冲击强度PP材料的研制获得成功。表5为研制的技术参数。
结论：
超强冲击强度PP材料，有关厂家汽车保险杠的注塑实验，他们一致认为，这种材料在注塑时，技术工艺容易掌握，生产工艺稳定，成型性能良好；保险杠脱模经
过24小时的自然冷却，外形尺寸稳定。同时，制品的主要技术质量合乎标准。
参考文献：
[1] 周达飞.汽车用塑料——塑料在汽车中的应用[M].北京：化学工业出版社，2009.
[2] GEORGE Wypych.Handbook of Material Weathering [K].Toronto:ChemTec Publishing,2003.
[3] 刘英俊.间歇液相本体法聚丙烯粉料的生产与应用.塑料改性通讯1999,6（2）：12-15.
[4] 董辅隆.改性聚丙烯塑料在汽车中的应用.现代塑料加工应用，1998,5（1）：43-48
[5] 朱更生等.汽车用PP材料的形态与性能的研究.塑料工业，1995,18（1）：39-41.
[6] 曹福志.高抗冲击改性聚丙烯树脂的研究.合成树脂及塑料，2005,8（2）:13-17.
高分子材料在交通运输中的应用
高分子材料在交通运输中的应用 随着科学技术的不断进步，具有质轻、高强、耐腐蚀、易成型等优点的高分子材料及其复合材料越来越多地在现代交通运输业(包括基础设施建设和海上陆地交通运输工具)中得到广泛的应用。应用于交通运输行业的高分子材料主要包括塑料及其复合材料和橡胶两大类，当然其他以高分子材料为基础原料的材料如胶粘剂、油漆等也大量用于交通运输业，但用量远远低于塑料和橡胶。 ??? 交通运输行业中，目前得到广泛应用的高分子材料主要包括塑料及其复合材料、橡胶、胶粘剂等，本文分别从塑料及其复合材料和橡胶两个方面介绍高分子材料及其复合材料在交通运输行业包括交通运输基础设施和交通运输工具上的应用现状。 一、塑料及其复合材料在交通运输中的应用 ??? 塑料及其复合材料在基础设施建设方面，主要应用于路基、高等级公路的护栏，各种交通标识、标牌；高速铁路的钢轨扣件(包括绝缘板、垫和挡板座等)，轨道的填充材料、弹性枕木等部件。而在交通运输工具方面，应用塑料材料最多的是汽车工业，而在机车上，塑料则主要用于无油润滑部件、制动盘摩擦片、车窗玻璃等，在其他类型的交通运输工具上，塑料及其复合材料的应用也越来越广泛。 ??? 1、基础设施 ???（1）公路基础设施 ??? 根据我国公路交通的阶段发展目标，到2010年全国公路总里程将达到210～230万公里，到2020年全国公路总里程将达到260～300万公里，高速公路里程达到7万公里以上。虽然我国高等级公路建设发展迅速，但因交通量大、车辆超载严重、车速快，对路基路面的危害导致我国一部分高等级公路路面损坏现象十分严重，对路基路面的强度和稳定性都提出了更高的要求。 ??? 聚苯乙烯（PS）泡沫板材在国外作为路基填充材料已有30年历史，在美国和欧洲已被普遍采用。PS泡沫板材在公路建设上的应用，可有效改善路面质量，更好地保证道路完好平坦。由于PS泡沫比强度高、质量小、可承受较大的交通负荷、轻质防水，能更有效地防止路面在使用过程中雨雪对路基的侵蚀，提高了防止路面局部塌陷的能力。PS泡沫材料的优异性能能够在一些特殊地段大显身手，如在沼泽地带的路段上用作路基填料，可大大减少路面的沉降及侧压力，利于保持路面的稳定完好及地下排水系统的畅通；用于冻土地区还可减少冰冻现象；在雨雪较多的山地，还可提高坡体的稳定性，使坡体变得稳定坚固，能有效减少山体滑坡现象的发生。用聚苯乙烯泡沫板作路基填料的费用低廉，维护工作量和费用也大大降低。另外，路基用PS泡沫板还可以采用包装材料的回收料来制作，为包装废弃物寻找了一个合理的去处。尽管我国开发路基用聚苯乙烯泡沫板材才刚刚起步，但在沪宁高速苏州段路基上的应用已经为我们展示了良好的市场前景。 ??? 高等级公路防护栏也是塑料及其复合材料应用的一个重要方面。现在高等级公路使用的防护栏多用钢材制成，但钢护栏自重大，安装维修不方便；耐腐蚀性差，易受汽车尾气的严重侵蚀；标识能力差，且耐撞击性能也有待提高。所以，现在很多国家都在大力研究塑料复合材料护栏，并已经取得了一些突破性进展。玻璃纤维增强塑料(GFRP)强度高，刚度小，受撞击
汽车塑料保险杠的制造工艺
重庆XXXXXXX学院毕业设计（论文） 课题名称：汽车塑料保险杠的制造工艺 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 二O 年月
目录 一、前言 3 二、保险杆的简介 3 （一）保险杠的发展演变 3 （二）保险杠的结构组成 3 （三）保险杠的作用 5 三、常见的汽车保险杠材料 5 四、塑料保险杠喷涂工艺 6 （一）工艺流程 6 （二）保险杠喷涂工艺 6 （1）前处理 6 （2）水分烘干 6 （3）表面喷涂 6 五、塑料保险杠的主要作用及优点8 （一）可以控制制造成本8 （二）保险杠转型保护行8 （三）轻微碰撞的自我修复能力9 （四）塑料保险杠防腐蚀效果更好9 六、塑料保险杠的缺点10 七、总结10 八、致谢11
一、前言 随着汽车工业的和工程塑料在汽车工业的大量应用，汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路。目前汽车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一，追求本身的轻量化。轿车的前后保险杠都是塑料制成的，人们称为塑料保险杠。 保险杠具有安全保护、装饰车辆以及改善车辆的空气动力学特性等作用。从安全上看，汽车发生低速碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体；在与行人发生事故时可以起到一定的保护行人的作用。从外观上看，具有装饰性，成为装饰轿车外型的重要部件；同时，汽车保险杠还有一定的空气动力学作用。 数据来源：中国海关 由上表格可以看出，汽车保险杠在汽车领域中，也是非常重要的一部分。是保障生命安全的一个基础，值得注意。 二、保险杆的简介 （一）保险杠的发展演变 许多年以前，汽车前后保险杠是以金属材料为主，用厚度为3毫米以上的钢板冲压成U形槽钢，表面处理镀铬，与车架纵梁铆接或焊接在一起，与车身有一段较大的间隙，好像是一件附加上去的部件看上去十分不美观。 随着汽车工业的发展和工程塑料在汽车工业的大量应用，汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路。目前汽车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一，追求本身的轻量化。轿车的前后保险杠都是塑料制成的，人们称为塑料保险杠。 （二）保险杠的结构组成
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汽车保险杠材料的选择与加工 作者：刘小明 （单位：湖北汽车工业学院） 【Abstract 】Car lightweight technology connotation is: using modern design method and effective way to optimize the automotive product design, or the use of new materials on the premise of ensure the automobile comprehensive performance index, reduce automobile products as its weight, weight loss, in order to achieve comprehensive indicator of consumption, environmental protection and safety. In order to reach the goal of automobile energy conservation and emissions reduction, this paper selected two kinds of sea composite (GMT) to replace the traditional metal materials used in the car bumper, and analyze them assessment, final decision one of these materials. At the same time the processing molding technology were expounded, and finally through the analysis of this material can be used as a car bumper replacement materials. 【key words 】bumper composite GMT MMC.
改性聚丙烯汽车保险杠
改性聚丙烯汽车保险杠 高材0911 贾建明 行业现状 据有关资料介绍, 1990 年世界每辆汽车平均用PP 料 22. 5kg , 1995 年为38kg ,1998 年达到45kg 。我国在汽车塑料化方面起步较晚, 目前车用塑料仅占整车质量的 5 %～6 % 。随着我国轿车工业的发展及一些引进车型的大量投产, 使国内车用塑料用量平均水平提高到国外80 年代中后期水平。在车用塑料品种构成中,欧洲和日本较为相近, 主要以聚丙烯( PP) 为主, 约占总量的28 % ,其中80 %以上用于生产保险杠。这不仅因为PP 成本低, 更由于轻量化、可循环再用等独特优点。汽车塑料保险杠的发展与各国的立法及技术发展有关。美国在1966 年公布了汽车安全法,规定当车速为5km/ h ( 现已提高到 8km/ h) 时,保障汽车安全构件在汽车冲撞时不碎裂。由此在美国出现了用热塑性聚氨酯( TPU ) 、三元乙丙橡胶( EPDM ) 及反应注塑成型聚氨酯( R IM PU R ) 材料处理的金属保险杠。欧洲许多国家也推出了类似的安全法规,规定车速2. 5km/ h时,保险杠不碎裂。国外许多塑料及汽车厂家都致力于汽车保险杠的研究。目前用作汽车保险杠的材料主要有 PP、PC 、 PC/ PBT 、TPO 。 国外情况。 近年来,随着PP复合技术和塑料成型加工技术的进展,使用PP 改
性材料生产的保险杠已占70 %。改性PP保险杠具有成本低、质量轻、可循环再用等优势,用量正逐渐增大, 并正取代其他各种类型的保险杠。1976年,意大利菲亚特公司采用德国赫斯特公司聚丙烯与乙丙共聚物的共混料制作出世界上第一副保险杠,并使用在F IA T 126型小轿车上。此后, PP 作为一种物美价廉的新型通用塑料在汽车领域内广泛应用。日本在塑料保险杠的开发方面始终处于世界的前列。日本本田CR2X 型汽车是世界上较早采用注射模塑法生产改性汽车保险杠的汽车。日产汽车公司和三菱油化公司也研制了由PP 嵌段共聚物、苯乙烯弹性体和聚烯烃系乙丙橡胶3 种组分配成的新材料制作的保险杠。用该体系生产的保险杠具有高刚性、耐冲击性、抗损伤并具有良好的光泽、弹性和涂装性。将保险杠装车后, 在8km/ h受冲撞时可不碎裂,并具有复原的弹性。 国内情况 我国聚丙烯在汽车工业中的应用起步较晚,远落后于发达国家,目前车用塑料仅占整车质量的5 %～10%。近些年,我国引进了几条轿车
汽车塑料保险杠喷涂工艺
汽车塑料保险杠喷涂工艺 塑料保险杠由外板、缓冲材料和横梁3部分组成。其中外板和缓冲材料用塑料制成，横梁用厚度为1.5mm左右的冷轧薄板冲压成U形槽。外板和缓冲材料附着在横梁上，横梁与车架纵梁之间用螺丝连接，可随时拆卸。这种塑料保险杠大体上使用聚醋系和聚丙烯系两类材料，采用注射成型。加工出来的保险杠不但具有高强度的刚性，还具有可以焊接、涂装性能好的优点，在轿车上的用量越来越多。 塑料保险杠具有较好的强度、刚性和装饰性，从性能上看，汽车发生碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体：从外观上看，高质量的喷涂可以使其很自然地与车体结合在一块，具有很好的装饰性，成为装饰轿车外型的重要部件。 塑料保险杠的喷涂质量要求极为严格，从前处理、喷涂到固化的整个过程都需要进行严格的控制，以保证保险杠的涂装质量。塑料保险杠喷涂大多采用多层喷涂工艺，本文采用“三喷二烘”工艺，以充分发挥油漆耐久性、耐候性的优势。喷涂设备必须保证出色的雾化效果和涂层的均匀性，涂料中金属微粒的分布直接影响涂层的外观效果。质量优秀的涂层具有金属光泽、颜色鲜明、立体感明显。而使用不合适的喷涂设备，会使涂层产生颜色不均、表面有阴影或结合力不好等弊病，大大影响保险杠的装饰效果。 保险杠喷涂工艺 1.工艺流程 工件上线→前处理（预脱脂→脱脂→水洗①→水洗②→纯水洗→吹水）→水分烘干→冷却→转挂→擦净、打磨→火焰处理→静电除尘→喷底漆→流平→喷面漆→流平→喷罩光漆→流平→固化烘干→检查、抛光、检验→工件下线。 2.保险杠喷涂工艺 （1）前处理 前处理直接关系到保险杠的喷涂质量。前处理一方面能提高涂膜的防腐性能、延长工件的使用寿命，另一方面能提高涂膜对基体的附着力，还能使保险杠涂膜具有均一的性能。 （2）水分烘干
汽车高分子材料
汽车高分子材料 培训课程讲义 2005.1 目录 第一篇汽车塑料基础知识 一、汽车塑料制品发展过程 二、汽车用塑料主要特点 三、我国汽车塑料制品发展现状与趋势 四、塑料在轿车饰件的应用 第二篇汽车用塑料制品与材料 一、聚氨酯泡沫塑料制品 二、工程塑料汽车零部件 三、塑料基复合材料汽车制品 四、塑料及树脂缩写代号 五、塑料的组成 六、汽车塑料制品常用聚合物树脂 七、汽车塑料制品的主要助剂 八、汽车塑料制品的常用填充物与增强物 九、汽车塑料的需要的主要性能指标 第三篇汽车饰件用塑料及其制品
一、汽车饰件与塑料 二、汽车用聚氨酯泡沫塑料 三、汽车软饰件与塑料 四、反应注射模塑及制品 第四篇 汽车常用塑料及饰件 一、聚丙烯塑料汽车塑料件 二、聚乙烯汽车塑料件 三、改性聚苯乙烯塑料 四、聚氯乙烯车塑料件 第 五篇 塑料结构制品材料的选用原则 一、塑料材料选用的注意事项 二、塑料材料的选用范围 三、常用零部件的选用方法实例 第六 篇 塑料制品的设计要求 一、设计的工艺性 二、典型零部件的设计 第一篇 汽车塑料基础知识 一、汽车塑料制品发展过程 1.可清洁性--轻量性--减震性---经济性---资源性
二、汽车用塑料主要特点: 高分子汽车材料有很多以往传统材料没有的优点。主要表现在重量轻、有良好的外观装饰效果、有多种实际应用功能、有良好的理化性能、容易加工成型、节约能源,可持续利用等各方面。高分子汽车材料的主要特点如下。 1.重量轻 高分子汽车材料最突出的优点之一就就是具有轻质高强度的特性。由于各种塑料的平均比重只有一般普通钢材的15-20%,也比一般木材轻。这一特点对高档大型轿车尤其有突出的优点,可以减去大量的自重。 2.良好的加工性能 高分子汽车材料具有非常好的加工性能。由于高分子汽车材料的可塑性与与其它材料之间良好的兼容结合性能,可以利用不同的材料组分,借助于各种现代化的成型加工机械,通过挤出、注塑、压延、模塑、吹塑等方法加工成具有各种不同形状、不同性能、不同颜色的、不同功能的高分子汽车材料,如,直接挤成管材、型材、板材,注射成有各种造型的制品、压延加工成薄膜等,还可根据需要制成各种颜色、有夹层、中空、放嵌件等各种产品,还可根据要求进行二次加工,如机械制品样的车削、冲切、裁剪、焊接、也可热熔、冷锯、复合等。 3.优良的综合理化性能 高分子汽车材料的另一个优点就是具有多种功能,可而被用于特殊的场合。大多数高分子材料除了具有可塑性外,还有众多优秀的理
汽车保险杠生产工艺注意事项
各工艺注意点原料检验: 塑料粒子等原材料：测量其熔融指数，它能反映塑料原材料的流动性及熔体粘度的相对值。另外就是比重。通过比重测量能很迅速的大致判定材料是否符合规格。熔融指数（Melting Index）：融熔指数测定仪图 热塑性塑料在一定温度和压力下，熔体在十分钟内通过标准毛细管的重量值，以（g/10min）来表示。熔融指数是聚合物加工中表征材料可加工性的一个重要指标，在工业上常采用它来表示熔体黏度的相对值：流动性好，MI大；流动性差，MI小。（注：MI是melt index）是一项反映熔体流动特性及分子量大小的指标。热塑性树脂在温度为190℃，时间为10分钟，负荷为2160克时，通过直径为0.2厘米（0.825英寸）的流变仪小口时以克计的熔体通过量。工业上常用该值以区分不同牌号的聚乙烯树脂，亦用该值来估价丙烯酸类、ABS、聚苯乙烯、聚酰胺等树脂。一般来说，MI值越低，树脂的分子量越高。聚乙烯树脂的熔融指数通常在0.1-20左右。 原材料入库：重点为库房的环境要求：如温度、湿度及其环境的保持，油漆类是较敏感的物品，先进先出必须得到保证。 原材料干燥：关注点为干燥的温度、时间，特别注意供应商对回料的使用。通常行业对此回料控制不超过20%。 注塑成型：模具温度、保压压力、注塑压力涂装 喷涂支架状态：支架无脱焊、变形，支架位置正确，产品与支架匹配，产品无划伤、变形、撞伤。 除尘及表面静电处理:压力、距离 表面火焰处理：混合燃气压力、混合比注塑成型 注塑压力涂装保压压力
模具温度 喷涂支架状态 除尘及表面静电处理：喷枪气体压力0.6 ± 0.05MPa、距离15-20cmυ 表面火焰处理：表面温度控制在35℃以下υ 喷涂：空气压力0.6±0.05MPa 、温度（夏：24±2℃，春秋冬：24±2℃）、湿度（夏：60± 15%，春秋冬：60±5% ）υ 干燥：温度85-90℃、时间40min以上υ 汽车里不加滑石粉的保险杠大大的有..国外的许多车型都用PP+EPDM材料.像BASELL,POLYONE等企业就有许多这样保险杠专用料牌号. 但目前国产车与在国内生产的外国车大都是都是T10,T15,T20,甚至还有T25的. 至于有个同仁说国产车也有没有加滑石粉的,可能是因为某些个汽车配套厂 对材料不熟悉,误把保险杠的收缩率开到1.5及以上了,所以不得不把死马当成活马医.在做材料改性时时常有这样的事情发生. 国产的汽车的保险杠材料主要参考大汽车,通用,福特公司的材料标准,,以奇瑞为 例是全搬大众标准为自用.当然东风参考雪铁龙标准为多. 至于滑石粉的里面的材料作用以增刚,降低收缩.起尺寸稳定为目的. 顺便推荐南京塑泰全新一代PP相容剂（ST-5）,高枝率,低气味,无黑点,无凝胶的PP接枝产品.用于PP保险杠里有助于滑石粉分散,使得产品外观圆润,显著提高产品的刚性,增强及偶联效果.提高产品的极性有助于喷涂.
汽车高分子材料课程讲义
汽车高分子材料培训课程讲义 2005．1
目录 第一篇汽车塑料基础知识 一、汽车塑料制品发展过程 二、汽车用塑料主要特点 三、我国汽车塑料制品发展现状与趋势 四、塑料在轿车饰件的应用 第二篇汽车用塑料制品与材料 一、聚氨酯泡沫塑料制品 二、工程塑料汽车零部件 三、塑料基复合材料汽车制品 四、塑料及树脂缩写代号 五、塑料的组成 六、汽车塑料制品常用聚合物树脂 七、汽车塑料制品的主要助剂 八、汽车塑料制品的常用填充物和增强物 九、汽车塑料的需要的主要性能指标 第三篇汽车饰件用塑料及其制品 一、汽车饰件与塑料 二、汽车用聚氨酯泡沫塑料 三、汽车软饰件与塑料
四、反应注射模塑及制品 第四篇 汽车常用塑料及饰件 一、聚丙烯塑料汽车塑料件 二、聚乙烯汽车塑料件 三、改性聚苯乙烯塑料 四、聚氯乙烯车塑料件 第 五篇 塑料结构制品材料的选用原则 一、塑料材料选用的注意事项 二、塑料材料的选用范围 三、常用零部件的选用方法实例 第六 篇 塑料制品的设计要求 一、设计的工艺性 二、典型零部件的设计 第一篇 汽车塑料基础知识 一、汽车塑料制品发展过程 1．可清洁性--轻量性--减震性---经济性---资源性
二、汽车用塑料主要特点： 高分子汽车材料有很多以往传统材料没有的优点。主要表现在重量轻、有良好的外观装饰效果、有多种实际应用功能、有良好的理化性能、容易加工成型、节约能源，可持续利用等各方面。高分子汽车材料的主要特点如下。 1．重量轻 高分子汽车材料最突出的优点之一就是具有轻质高强度的特性。由于各种塑料的平均比重只有一般普通钢材的15-20%，也比一般木材轻。这一特点对高档大型轿车尤其有突出的优点，可以减去大量的自重。 2．良好的加工性能 高分子汽车材料具有非常好的加工性能。由于高分子汽车材料的可塑性和与其它材料之间良好的兼容结合性能，可以利用不同的材料组分，借助于各种现代化的成型加工机械，通过挤出、注塑、压延、模塑、吹塑等方法加工成具有各种不同形状、不同性能、不同颜色的、不同功能的高分子汽车材料，如，直接挤成管材、型材、板材，注射成有各种造型的制品、压延加工成薄膜等，还可根据需要制成各种颜色、有夹层、中空、放嵌件等各种产品，还可根据要求进行二次加工，如机械制品样的车削、冲切、裁剪、焊接、也可热熔、冷锯、复合等。3．优良的综合理化性能
汽车保险杠的高分子材料选择与加工
汽车保险杠的高分子材料选择与加工 魏伊伦 (湖北汽车工业学院) 摘要：高分子材料是现代高新技术发展的重要材料，是21世纪重点开发和应用的新型材料。其在汽车上的应用也是显而易见的。本文主要比较了PC，PET，PP材料的主要性能以及汽车保险杠的选材，介绍了国内PP汽车保险杠及专用料的发展状况,以及汽车保险杠的成型方法和回收利用。 关键词：PC PET PP 汽车保险杠;专用料;成型方法;回收 Abstract :Polymer materials is a modern high-tech development and pilot basis, the focus is the development and application of 21 new materials. Its application in the car is obvious.The development s of PP bumper and special purpose raw materials at home and abroad ,as well as the molding methods and recycling of the bumpers are int roduced. 1 前言 汽车保险杠是吸收和缓和外界冲击力、防护车身前后部的安全装置。对汽车或驾驶员在冲撞受力的时候，产生缓冲的作用。保险杠材料失效的现象比较复杂，但强度不足引起的失效现象主要还是屈服和断裂两种现象，对于保险杠系统通常以屈服形式失效。保险杠在设计时主要考虑车辆行驶冲撞时防止车辆损坏。在选用材料是，需要流动性好，耐热，耐化学药品性能好，表面硬度高，耐老化性能，耐磨性能好。 2 保险杠的选材比较 在选择材料时，根据保险杠性能要求，提供PC，PBT，改性PP材料作为主要选择对象。 2.1 PC材料 PC材料为聚碳酸酯，聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。由于聚碳酸酯结构上的特殊性，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。 综合性能优异，尤其具有突出的抗冲击性、透明性和尺寸稳定性，优良的机械强度和电绝缘性，较宽的适用温度范围（-60——120℃）。 PC材料性能： 冲击性能：PC的冲击强度在通用工程塑料乃至所有热塑性塑料中都是很突出的。平均分子量为（2.8——3.0）×104时冲击强度最大。 耐蠕变性：PC的耐蠕变性在热塑性工程塑料中是相当好的，优于尼龙和聚甲醛。因吸水而引起的尺寸变化很小。尺寸稳定性优良。 疲劳强度：PC抵抗周期性应力循环往复作用的能力很差。 应力开裂：PC制品的残留应力和应力开裂现象是个较为突出的问题。 耐碱性差：氨、胺或其10%水溶液即可使它迅速皂化降解。 摩擦磨耗：摩擦系数较大，耐磨性较差。 热性能：长期使用温度范围是-60——120℃。
高分子材料在汽车轻量化上的应用
高分子材料在汽车轻量化上的应用 张钰机械工程学院车辆131班 130565 摘要本文就汽车数量的日益增长所带来的问题进行分析，进而提出详细策略，便是汽车的轻量化，也是汽车行业目前一重要发展方向。要实现轻量化，高分子材料为实现途径提供了便捷。从而介绍了目前汽车上应用广泛的几种高分子材料，分析了它们在汽车不同位置使用时所产生的效果，能减轻汽车质量，减少油耗和减少污染排放。 关键字汽车；轻量化；高分子材料；应用；展望 0 引言 当今社会，汽车成为人们出行必不可少的工具，也成了人们日常活动不可或缺的商品之一。随着人均汽车占有量的增长，越来越多的汽车展现在了我们生活当中，它不仅能使我们的旅途更加便捷，也逐步地向舒适的方向发展，所以它不仅是一个交通工具，也渐渐成为一种可以依赖享受的物品。但是，随着汽车数量的不断增加，一些不能回避的问题也日益显露。交通拥堵、环境污染、能源消耗以及各种安全隐患让汽车行业不断地接受挑战，降低燃油消耗和减少污染排放已成为当今汽车工业发展和社会可持续发展亟待解决的关键问题。 1 汽车轻量化成为潮流 为解决汽车带来的问题，相继出台了一系列的政策来解决，汽车行业的领军人物也开始不断地探索出新的方式来满足汽车量的增长所带来的需求，因此能更节省燃料、控制排放的技术正在不断创新和发展。从国际发展趋势上看，主要采取以下措施：一是大力发展新型能源汽车；二是发展先进发动机技术；三是汽车轻量化。在过去10年间，主要是通过改进汽车动力系统来达到节油和环保的标准，发展至今，动力系统技术的改进已接近极限。而汽车轻量化是汽车零部件重要的发展方向之一，是实现汽车节能减排的最直接和最有效途径。 汽车的轻量化，就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。 1.1 汽车轻量化更节能环保 汽车质量的减少，会减小动力与动力传动系统的负荷，可在较低牵引负荷下，表现出同
高分子材料在汽车上的运用现状及展望
高分子材料在汽车上的运用现状及展望 摘要：随着社会的进步,人民的生活水平越来越高,汽车越来越多的进入了人们的生活。据不完全统计,仅2010年一年我国的汽车销售总量就超过了1800万辆。这就促使汽车制造厂家不断改进制造技术和材料,在安全性、节能性、美观性等多个方面作出新的调整。现代汽车制造材料的构成,发生了较大的变化,高密度材料的使用比例下降,低密度材料如高分子 材料有较大幅度的增加。 关键词：汽车工程材料；现状分析；高分子材料；化学性能；发展趋势 在我们的日常生活中，会接触到很多的高分子材料，例如塑料，蛋白质，部分药物，油漆，传真纸，雨伞，沙发（PU革，合成皮等等……），浓缩果汁等等。这些材料，对人类的生活有着重要的作用和影响，甚至在汽车上，高分子材料也扮演者不可或缺的角色。 近30多年来，国际上汽车塑料的用量在不断增加，平均每辆车上塑料的用量从20世纪70 年代初的50--60kg 已发展到目前的150kg，而且增长还在继续。在日本、美国和欧洲等发达国家中，每辆轿车平均使用塑料已超过150kg，占汽车总重量的10%。汽车塑料中用量最大的通用塑料品种是聚丙烯（PP）、ABS 树脂、聚氯乙烯（PVC）和聚乙烯（PE）。很明显，聚烯烃材料构成了汽车主要的塑料件，而且这种趋势在今后将会越来越明显。 一、高分子材料在我国汽车上的运用现状 高分子材料在汽车上的运用越来越广泛。制造发动机罩，制造发动机活塞、缸体，制造汽车凸轮轴，制造汽车油箱，挡风玻璃，电气仪表，歧管接头，减振橡胶，橡胶制品,如:轮胎、胶管、密封圈，天然纤维、生物高分子和大豆油系聚氨醋已被开发用于汽车内饰件，包括仪表板、座椅、组装槽和衬里。 我国汽车材料是伴随着汽车工业的发展而发展起来的，近年先后开发出一批轿车国产化急需的非金属材料，促进了国产汽车材料的技术进步。但同美、日、德等发达国家相比，我国汽车工业整体技术水平还比较落后，汽车材料领域的差距更大，有些高端产品仍要从国
PP汽车保险杠配方设计
橡塑产品配方设计 一、产品：PP汽车保险杠 二、配方组成（质量份）： 原料质量份成份价格PP（T30S）100 树脂原料12150元/t POE（8200）20 增韧剂17100元/t 碳酸钙12 填充剂560元/t 抗氧剂1010 1.3 抗氧剂44800元/t 双马来酰亚胺0.8 交联剂54000元/t PE蜡 2 润滑剂7783元/t 三、设计思路： 聚丙烯（PP）具有良好的综合力学性能,耐热性，耐化学药品性，绝缘性，加工性能和较低的密度，成本低廉,故其发展速度较快，但是PP本身脆性（尤其是低温脆性）较大，耐光性差、易老化，韧性不好，用于韧性要求较高的产品时必须对PP进行增韧改性。 四、增韧剂： POE（8200）：聚烯烃弹性体(Polyolefin elastomer)，是具有窄相对分子质量分布和均匀的短支链分布的热塑性弹性体。 POE具有较小的内聚能，较高的剪切敏感性，加工时与聚丙烯的相容性好，其表观切变粘度对温度的依赖性与PP接近，对PP增韧效果显著。 POE有着良好的回弹性和柔韧性，且其硬度很低，耐寒性极佳，POE增韧PP后，提高PP的常温和低温下的冲击强度，带给材料良好的综合性能。 POE分子结构与三元乙丙橡胶(EPDM)相似，因此POE也会具有耐老化、耐臭氧、耐化学介质等优异性能，通过对POE 进行交联，材料的耐热温度被提
高，永久变形减小，拉伸强度、撕裂强度等主要力学性能都有很大程度的提高。 五、填充剂 碳酸钙CaCO3:无毒、无臭、无刺激性，通常为白色。碳酸钙在塑料制品中能起到一种骨架作用对塑料制品尺寸的稳定性有很大作用，能提高制品的硬度，还可以提高制品的表面光泽和表面平整性。在一般塑料制品中添加碳酸钙耐热性可以提高，由于碳酸钙白度在90%以上，还可以取代昂贵的白色颜料起到一定的增白作用。 六、抗氧剂 抗氧剂1010：四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯。白色结晶粉末，化学性状稳定，可溶于苯、丙酮、氯仿，微溶于乙醇，不溶于水。熔点110.0～125.0℃，含量≥98.0%，密度1.15。 1、抗氧剂1010对聚丙烯、聚乙烯有卓越的抗氧化性能。可有效地延长制品的使用期限。 2、抗氧剂1010挥发性小，不易迁移，耐抽出性好、热稳定性高、持效性长，不着色，不污染、无毒，与大多数聚合物具有很好的相容性。 3、抗氧剂1010能有效地防止聚合物材料在长期老化过程中的热氧化降解，同时也是一种高效的加工稳定剂，能改善聚合物材料在高温加工条件下的耐变色性。 七、交联剂 双马来酰亚胺：(简称BMI)，通式：是以马来酰亚胺(MI)为活性端基的双官能团化合物，以其优异的耐热性、电绝缘性、透波性、耐辐射、阻燃性，良好的力学性能和尺寸稳定性，成型工艺类似于环氧树脂等特点，被广泛应用于航空、航天、机械、电子等工业领域中，先进复合材料的树脂基体、耐高温绝缘材料和胶粘剂等。
汽车高分子材料论文 (1)
摘要 (3) 0 引言 (3) 1 汽车保险杠高分子材料的选择与加工 (3) 1.1 保险杠的工作条件、失效方式及性能要求 (3) 1.1.1 保险杠的工作条件 (3) 1.1.2 保险杠的失效方式 (4) 1.1.3 保险杠的性能要求 (4) 1.2零件材料的初步选择 (5) 1.3 汽车保险杠候选材料 (5) 1.3.1聚丙烯分子结构，材料性能特点及类型 (5) 1.3.2聚氨酯分子结构，材料性能特点及类型 (6) 1.4 候选材料的成形方法 (7) 1.4.1 聚丙烯高分子材料的成形方法 (7) 1.4.1.1注射成型 (7) 1.4.1.2 吹塑成型 (7) 1.4.2 聚氨酯高分子材料的成形方法 (7) 1.5 零件材料的确定 (8) 1.6 提高所选材料性能的途径 (9)
1.7高分子材料的未来发展趋势 (11) 1.8结论 (12) 参考文献 (12)
汽车保险杠零件高分子材料选择与加工 作者王文文 (单位湖北汽车工业学院机械工程学院T1213-6班) 摘要随着对汽车燃料经济性和排放控制要求的提高。人们将目光集中在通过替代材料、改进设计或者先进的制造工艺找到制造轻量化汽车的方法。本文主要借助汽车保险杠，通过分析聚丙烯和聚氨酯，通过使用性能、工艺性能、经济性、可靠性、环境影响等方面的比较，找到目前最适合生产保险杠的材料以及未来高分子材料的未来发展动向。 Abstract With the improvement of automobile fuel economy and emission control requirements. People will be focused on by alternative materials, design improvements or advanced manufacturing process to find ways to make lightweight car. In this paper, with the aid of the bumper, through the analysis of polypropylene and polyurethane, through the use of performance, process performance, economical efficiency, reliability, the comparison of the environmental impact, etc, to find the most suitable for producing bumper materials, and the future development trend of polymer materials in the future 关键词：汽车保险杠，聚丙烯，聚氨酯 0 前言 由于受世界能源危机的冲击，轻量化和节能是当前汽车发展的重要趋势，以塑代钢制汽车零部件，尤其是用塑料保险杠代替金属保险杠的应用研究空前活跃。目前，世界三大汽车产地日本，美国和欧洲，以塑代钢进展迅速，而且正在致力于研究开发新型塑料保险杠，以满足更高性能和不同用途的需要。 本文仅就汽车塑料保险杠的材料用于作一简单的选择与加工。 1 汽车保险杠高分子材料的选择与加工 1.1 保险杠的工作条件、失效方式及性能要求 1.1.1 保险杠的工作条件 保险杠系统是轿车车身的重要组成部分。其作用是当轿车与其他车辆或
汽车塑料保险杠技术条件
汽车塑料保险杠技术条件 １范围 本标准规定了保险杠的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存及质量保证。 本标准适用于本公司各类汽车、低速货车装用的以PP为主要材料，以注塑工艺加工而成的保险杠（以下简称保险杠）。 ２规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。本标准出版时，所示版本均为有效。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 1033 塑料密度和相对密度试验方法 GB/T 1040 塑料拉伸性能试验方法 GB/T 1634.1 塑料负荷变形温度的测定第1部分：通用试验方法 GB/T 2828.1 计数抽样检验程序第1部分：按接受质量(AQL)检索的逐批检验抽样计划 GB 8410 汽车内饰材料的燃烧特性 GB/T 9341 塑料弯曲性能试验方法 GB/T 9342 塑料洛氏硬度试验方法 GB/T 16422.2 塑料实验室光源曝晒试验方法第2部分氙弧灯 QC/T 15—1992 汽车塑料制品通用试验方法 3 技术要求 3.1 一般要求 3.1.1 保险杠应按经规定程序批准的图样、数学模型及技术文件制造，同时应保证产品图样中的尺寸要求，并应符合本标准的规定。 3.1.2 保险杠表面应平整，轮廓清晰，花纹线条柔和，无缩痕、无银丝、无裂纹、无明显熔接痕，表面纹理均匀细致，不允许有破坏性伤痕。 3.1.3 保险杠色调应符合产品图样或设计文件及设计部门提供的色卡的规定，色泽均匀。 3.1.4 保险杠的涂层或镀层表面无气泡、裂纹、剥落、麻点、擦伤、颜色不均等缺陷。其性能应符合3.2 保险杠的物理机械性能应符合表1的规定。 表1 物理机械性能
汽车塑料保险杠的发展
汽车塑料保险杠的发展与各国的立法及技术发展有关。美国在1966 年公布了汽车安全法,规定当车速为5km/ h (现已提高到8km/ h) 时,保障汽车安全构件在汽车冲撞时不碎裂。由此在美国出现了用热塑性聚氨酯( TPU) 、三元乙丙橡胶( EPDM) 及反应注塑成型聚氨酯(RIMPUR) 材料处理的金属保险杠。欧洲许多国家也推出了类似的安全法规, 规定车速为2. 5km/ h时,保险杠不碎裂。国外许多塑料及汽车厂家都致力于汽车保险杠的研究。目前用作汽车保险杠的材料主要有PC、PC/PBT、TPO(聚烯烃类热塑性弹性体) 、PU (RIM) 、PU(R2RIM) 及改性复合材料等。 近年来,随着PP 复合技术和塑料成型加工技术的进展,使用PP 改性材料生产的保险杠已占70 %。改性PP 保险杠具有成本低、质量轻、可循环再用等优势,用量正逐渐增大,并正取代其他各种类型的保险杠。1976 年,意大利菲亚特公司采用德国赫斯特公司聚丙烯与乙丙共聚物的共混料制作出世界上第一副保险杠,并使用在FIAT 126 型小轿车上。此后, PP 作为一种物美价廉的新型通用塑料在汽车领域内广泛应用。 日本在塑料保险杠的开发方面始终处于世界的前列。日本本田CR2X 型汽车是世界上较早采用注射模塑法生产改性汽车保险杠的汽车。日产汽车公司和三菱油化公司也研制了由PP 嵌段共聚物、苯乙烯弹性体和聚烯烃系乙丙橡胶3 种组分配成的新材料制作的保险杠。用该体系生产的保险杠具有高刚性、耐冲击性、抗损伤并具有良好的光泽、弹性和涂装性。将保险杠装车后,在8km/ h 受冲撞时可不碎裂,并具有复原的弹性。这种材料还具有装饰美观,可注射成型等特点。在性能方面与聚氨酯差不多, 成本则减少10 %～20 %。 世界上最大的PP 生产公司Himont 近年来开发的新“Catalloy”聚合技术,使PP 性能得到大幅度改进和提高。它可以在反应器中直接生产出改性的PP 合金,提高了油漆性、耐刮伤性和耐热性。该公司开发的第一个在反应器中改性的聚烯烃Hifax 热塑性弹性体CA 系列现有4 个品级, 其弯曲模量为103MPa～758MPa ,适用于保险杠横梁。Himont 公司坚信PP 保险杠可以取代其他塑料占有越来越广泛的市场。目前某些品级的PP 已能同聚氨酯和聚碳酸酯共混物抗衡。 据报道,北美汽车工业TPO 的使用量年增长率超过10 % ,2005 年,TPO 在北美塑料保险杠市场所占份额将达75 %。而RIM 聚氨酯和PC/ PBT 则将下降到20 %和1 %。欧洲从1978 年开始使用TPO 保险杠,目前塑料保险杠的80 %以上都是用TPO 制造的。美国GM 公司正在广泛采用TPO 取代RIM 作保险杠。福特公司正逐步停用PC/ PBT 保险杠。克莱斯勒公司长期以来一直使用TPO 保险杠,并计划用TPO 取代其他材料。TPO 在市场上所占份额持续上升的一个重要原因就是材料性能的改善。例如,马自达汽车保险杠壁厚原为3. 0mm ,改用D &S 塑料公司新一代TPO Sequel 1440 后,壁厚减至2. 5mm ,质量减轻31 % ,模塑时间缩短15 秒。与原TPO 相比,Sequel系列弯曲模量、拉伸强度、硬度和熔体流动速率均有大幅度提高。此外,新一代TPO 的低温抗冲击性、耐化学品性和涂装性也较优越。 我国聚丙烯在汽车工业中的应用起步较晚,远落后于发达国家,目前车用塑料仅占整车质量的5 %～6 %。近些年,我国引进了几条轿车生产线,其保险杠均为塑料保险杠。据估算,2000 年我国轿车产量将达300 万辆,车用塑料需求量为23. 4 万吨,其中居首位的是PP ,约为5. 2 万吨。在我国引进的车型中,如一汽奥迪,神龙
高分子复合材料在汽车中的应用
高分子复合材料在汽车中的应用
内容提要 一、简述 二、定义 三、特性 四、常用种类和用途 五、发展与展望 六、应对举措
汽车工业是我国国民经济的重要支柱产业之一，近几年来已取得迅猛的发展。汽车工业的快速发展导致了汽车保有量的急剧增加，同时也给社会带来了三大问题：能源匮乏、环境污染、安全问题。汽车节能、环保、安全既是国际汽车技术的发展方向也是我国产业政策的要求。减少燃料消耗和降低对环境的污染已成为当今汽车工业发展和社会可持续发展急需解决的关键问题。实现汽车轻量化，是节省能源的最有效的途径，也是国际先进汽车制造商所追求的重要目标。据估计，汽车重量每减轻10%，就会节省6%～8%的燃料。采用高分子复合材料制造汽车相关部件，是使汽车轻量化最有效的途径。
复合材料： 是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。 高分子复合材料： 由高分子材料和另外不同组成、不同形状、不同性质的物质复合粘结而成的多相固体材料。其最大优点是博各种材料之长，如高强度、质轻、耐温、耐腐蚀、绝热、绝缘等性质。
高分子复合材料 加工方便模具简单可塑性好 绝缘性好 生产期短成本低耐腐蚀
SMC：Sheet molding compound的缩写，即片状模塑料。主要原料由SMC专用纱、不饱和树脂、低收缩添加剂、填料及各种助剂组成。 主要用途：悬架零件，前、后保险杠，仪表板，车身及车身部件，硬壳车顶，防滑地板，阻流板，遮阳罩，发动机罩，发动机盖下部件，导风罩，进气管盖，风扇导片圈，发动机隔音板，车内装饰部件，车门把手，仪表盘，转向杆部件等。 富康后扰流板 卡车前保险杠 大众EOS后盖
汽车保险杠的结构及作用
本文摘自再生资源回收-变宝网（https://www.360docs.net/doc/e012587585.html,）汽车保险杠的结构及作用 变宝网8月5日讯 汽车保险杠作为一种安全装置，是以金属为材料，用厚度达3毫米的钢板压成U型，后来随着汽车本身轻量化，加之追求协调性，目前的汽车保险杠都是有塑料组成。 一、汽车保险杠的结构组成 汽车保险杠外板和缓冲材料用塑料制成，横梁用厚度为1.5毫米左右的冷轧薄板冲压而成U形槽；外板和缓冲材料附着在横梁上，横梁与车架纵梁螺丝连接，可以随时拆卸下来。这种塑料保险杠使用的塑料，大体上使用聚酯系和聚丙烯系两种材料，采用注射成型法制成。例如标致405轿车的保险杠，采用了聚酯系材料并用反应注射模成型法做成。而大众的奥迪100、高尔夫、上海的桑塔纳、天津的夏利等型号轿车的保险杠，采用了聚丙烯系材料用注射成型法制成。国外还有一种称为聚碳酯系的塑料，渗进合金成分，采用合金注射成型的方法，加工出来的保险杠不但具有高强度的刚性，还具有可以焊接的优点，而且涂装性能好，在轿车上的用量越来越多。
二、汽车保险杠的作用 保险杠具有安全保护、装饰车辆以及改善车辆的空气动力学特性等作用。从安全上看，汽车发生低速碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体；在与行人发生事故时可以起到一定的保护行人的作用。从外观上看，具有装饰性，成为装饰轿车外型的重要部件；同时，汽车保险杠还有一定的空气动力学作用。 同时，为了减少轿车在发生侧撞事故时对乘员的伤害，在轿车上通常安装有车门保险杠，以增强车门的防撞冲击力。这种方法实用、简单，对车身结构的改动不大，已经普遍推广使用。早在1993年深圳国际汽车展览会上，参展的本田雅阁将一扇车门剖开一部分，专门露出车门保险杠给观众看，以示其良好的安全性能。 安装车门保险杠就是在每扇车门的门板内横置或斜置数条高强度的钢梁，起到车前车后保险杠的作用，做到整部轿车前后左右都有保险杠“护驾”，形成一个“铜墙铁壁”，使得轿车乘员有一个最大限度的安全区域。当然，安装这种车门保险杠对于汽车制造商来讲，无疑会增加一些成本，但对于轿车的乘员来讲，安全性和安全感都会增加了许多。 更多汽车保险杠相关资讯关注变宝网查阅。
汽车保险杠论文
汽车保险杠论文 汽车保险杠的发展与喷涂工艺 江苏中大工业涂装环保有限公司（224003）杨奎 摘要：随着汽车工业的发展，汽车保险杠作为一种重要的安全装置走向了革新的道路，保险杠除了有保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一，追求本身的轻量化和表亮化。为此，本文结合生产实践和实际应用，对于保险杠的表面喷涂，从它的发展、应用领域、涂层性能要求、涂装工艺等方面逐一进行阐述与探讨。 关键词：汽车保险杠、塑料保险杠、安全装置、喷涂工艺 1 前言 汽车保险杠是吸收缓和外界冲击力、防护车身前后部的安全装置。20年前，轿车前后保险杠是以金属材料为主，用厚度为３毫米以上的钢板冲压成Ｕ形槽钢，表面处理镀铬，与车架纵梁铆接或焊接在一起，并与车身有一段较大的间隙，好像是一件附加上去的部件。 随着汽车工业的发展，汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路。今天的轿车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一，追求本身的轻量化。为了达到这种目的，目前轿车的前后保险杠采用了塑料，人们称为塑料保险杠。 塑料保险杠是由外板、缓冲材料和横梁三部分组成。其中外板和缓冲材料用塑料制成，横梁用厚度为毫米左右的冷轧薄板冲压而成Ｕ形槽；外板和缓冲材料附着在横梁上，横梁与车架纵梁螺丝连接，可以随时拆卸下来。这种塑料保险杠使用的塑料，大体上使用聚酯系和聚丙烯系两种材料，采用注射成型法制成。国外还有一种称为聚碳酯系的塑料，渗进合金成分，采用合金注射成型的方法，加工出来的保险杠不但具有高强度的刚性，还具有可以焊接的优点，而且涂装性能好，在轿车上的用量越来越多。 塑料保险杠具有强度、刚性和装饰性，从安全上看，汽车发生碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体；从外观上看，高质量的喷涂技术可以很自然的与车体结合在一块，浑然成一体，具有很好的装饰性，成为装饰轿车外型的重要部件。 2 保险杠喷涂工艺介绍工艺流程： 工件上线→预脱脂→脱脂→水洗①→水洗②→纯水洗→吹水→水份烘干→冷却→转挂→擦净、打磨→火焰处理→静电除尘→喷底漆→流平→喷面漆→流平→喷罩光漆→流平→固化烘干→检查、抛光、检验→工件下线。 保险杠喷涂的工艺说明： 塑料保险杠喷涂作为比较高档的表面涂装工艺手段，整个过程的质量要求极为严格，用涂料厂商的整个表面处理工艺过程，包括前处理过程，喷涂过程到固化过程都需有严格的质量控制，以保证保险杠涂装的质量。保险杠喷涂工艺多采用多层喷涂，本文采用“三喷二烘”的工艺，以充分发挥油漆的耐久性、耐候性的优势。喷涂设备必须保证有出色的雾化效果，保证喷涂层的均匀性，涂料中的金属微粒的分布，直接影响涂层的外观效果。涂层均匀，质量优秀的涂层具有金属光泽，颜色鲜明、明显的立体感。而使用