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汽车“心脏”部件也塑化

来源：进出口服务网 | 时间：2015/5/29 11:17:29 | 阅读次数：

发布单位：中华人民共和国商务部

• 发布人：
• 小杨

 随着聚合物技术水平的不断提高，塑料一改易碎、不耐用、造成“白色”污染的形象，变成了高强度、轻量化、易造型、无污染等的代名词，并在汽车、服饰、医疗等与生活息息相关的领域发挥着越来越重要的作用。
　　　在近日举办的2015中国国际橡塑展上，参展企业展出的各种产品，让我们直观感受到合成树脂等产品的高性能化正在提速，塑料应用正在急速扩展。本版将从今日起，开设《高性能塑料改变生活》系列报道，将橡塑展上的这些最新成果呈现给读者。
　　　随着科技的发展，驾驶员对汽车节能、安全、舒适的要求不断增加，高科技塑料材料的不断推出，则为汽车整车以及零部件更轻、更强、更易制造的需求提供了近乎完美的解决方案。在减轻整车质量、达到汽车节能目的的同时，高性能塑料还能够保证整车零部件仍维持原有甚至是更高的强度和韧性，并提高零部件的使用寿命。塑料也因此成为了汽车行业上下游厂商的原材料首选对象。
　　　以前塑料材料在汽车中主要以内饰件、外饰件等形式存在，起到优化外观和触感的作用。而中国化工报记者在近日举办的2015中国国际橡塑展上发现，车用塑料已经无处不在，从最初的外饰件为主，到内外饰件并用，再到现在的结构件和动力系统。塑料对汽车来说，已经不再是单纯的轻量化，而是汽车主要性能改善的重要推手。
　　　为传统汽车“心脏”减负
　　　众所周知，发动机这一“心脏”部件，是汽车中质量最大的单个部件，其质量可占到整车的10%~20%。汽车向着小型化、轻量化方向发展，发动机也必须满足小型化、高负荷、紧凑化的要求。现在，发动机的使用温度比以前提高了10%~20%，发动机舱内的瞬时温度可达到260℃之高。这就要求发动机材料必须有更高的耐高温和耐热老化性能。受制于使用温度，此前汽车发动机可用的材料选择余地很小，基本只能是金属制造。
　　　不过，现在塑料件也可以满足这一要求了。在此次橡塑展上，帝斯曼推出了新一代Stanyl Diablo聚酰胺46材料系列。该系列产品可以承受住230℃以上的连续使用高温，从而能够保证发动机零件保持较好的耐高温性能。据帝斯曼工程塑料业务部大中华区汽车行业销售经理战红介绍，目前该产品已经成功应用于多种空气/涡轮系统零部件上，相比于之前的金属材料，Diablo系列的使用可使零部件质量减轻50%，在耐高温的同时使汽车减少排放。
　　　此外，令记者感叹的是索尔维对外发布的Polimotor 2全塑料汽车发动机。这款发动机的质量仅41千克左右，与67~71千克的常规发动机相比，质量减轻了近40%。据了解，在Polimotor 2发动机项目中，索尔维采用了包含聚酰胺-酰亚胺（PAI）、聚肽酰胺树脂（PPA）、聚醚醚酮（PEEK）、聚芳醚酮（PAEK）、聚苯砜（PPSU）、聚苯硫醚（PPS） 和VPL含氟橡胶在内的7种高性能热塑性材料来取代发动机中多达10种金属组件，包括水泵、油泵、进水/出水口、节流阀体、燃油分配管、凸轮轴齿链轮等。
　　　让电动汽车“劲头十足”
　　　目前，电动汽车最为人所诟病的就是续航问题。据记者了解，市面上大部分已经商业化生产的电动车产品，一次充电后的行驶里程基本维持在200千米左右。世界著名的特斯拉电动汽车虽然可以达到500千米左右的单次行驶里程，但其所使用电池近2吨重，其大部分电力都消耗在“搬运”电动汽车的“心脏”——电池上。
　　　在这种情况之下，让电动汽车拥有更加轻便的车身，以及让同等质量的电池拥有更大的蓄电空间成为电动车的攻克重点。
　　　记者在本次橡塑展的“设计X创新”活动上看到，展台上的宝马i3电动车周围始终围着一圈与之合影的参观者，大家对这台新推出的纯电动车有着浓厚的兴趣。巴斯夫全球副总裁楼剑锋告诉记者，此次展出的宝马i3电动车的车身结构件和框架完全采用碳纤维增强塑料制造，这也是碳纤维首次大规模用于量产车型。此外，汽车乘员舱所需零部件数量比传统汽车大幅减少，且不再使用螺丝焊接，取而代之的则是新型黏合剂。轻量化的汽车框架使得整车质量有了大幅减轻，同时增强塑料的使用也使车身设计有了更高的自由度。更轻的车身、更美观的外形设计，使得宝马i3为展台赢得了很高的人气。
　　　索尔维特种聚合物事业部高级副总裁杜志仲向记者着重介绍了索尔维推出的PDVF高性能含氟聚合物。该种聚合物材料可以用作电池隔膜，不仅能够保证电池在严苛工作环境下安全使用。因其更轻薄，在电池腔内所占用的空间更小，使电池可以有空间存储更多电能，最终获得更长的使用寿命。
　　　拜耳材料科技则将眼光放到了电动汽车的充电系统上，充分发挥出其在聚碳酸酯材料上的技术优势。拜耳材料科技聚碳酸酯业务部中国副总裁雷焕丽向记者介绍了拜耳的聚碳酸酯材料在电动汽车充电桩以及充电枪上的应用。聚碳酸酯铸模生产的EV充电桩，可以实现简单便捷的安装，同时拥有更低的维护和更换成本。新型聚碳酸酯材料的使用保证了充电桩具有更好的耐冲击性和耐寒性，从而使充电桩使用寿命更长、充电过程更加安全。雷焕丽告诉记者，其实早在1967年拜耳就与宝马合作生产了一款全塑汽车，这款车到现在还可以正常行驶。拜耳聚碳酸酯材料在的汽车应用领域一直进行着创新开发。
　　　让整车更舒适安全
　　　除了在发动机、电池等大型零部件上创新应用，设计师和材料开发商们在已有的阵地——汽车零部件设计领域，则从初级的以塑代钢轻量化为主，“进化”到提升车辆的设计感、舒适性、安全性。
　　　在本次橡塑展上，巴斯夫和上海汽车集团股份有限公司、上海延锋江森座椅有限公司展示了其共同设计制造的轻量级概念车座椅。这款汽车座椅利用了巴斯夫的Ultracom热塑性复合材料体系替代金属材料。该种轻质、高强度聚酰胺材料的使用，使该款座椅的质量比传统座椅减轻了20%，保证了座椅可以设计得更为轻薄。该款座椅产品的超薄设计也为后排乘客增加了2.5厘米的膝部空间，保证了紧凑车型中乘客的舒适性。
　　　在英威达的展台上，记者看到了其推出的尼龙66纱线纤维产品以及用该种纱线织出的布料。英威达非增强工程塑料亚太区总监陈铓告诉中国化工报记者，这种布料主要应用于汽车安全气囊的制造，具有高弹性以及很强的韧性，能够保证在车祸发生时安全气囊不会因高压而发生破裂事故，同时高弹性的特点也能够保证驾乘人员不会因气囊挤压而受伤。

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