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汽车引擎罩部件将广泛应用热塑性塑料 |
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| http://cn.newmaker.com
1/11/2006 10:43:00 AM
汽车制造业
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机油盘、轴承箱和滑轮是业界预测未来几年内能广泛应用热塑性塑料的汽车引擎罩下部件。无论是柴油车还是汽油车，与以前相比，目前已有许多新的塑料部件（如电器联结器）用于汽车引擎罩下。最新的福特探险家汽车约有2500个联结器在引擎罩下，受空间有限的限制，更多的联结器必须固定在距马达更近的地方。因此，耐热性和耐化学品性比以往更重要。过去几年，热塑性塑料汽车部件的操作温度已由200℃～210℃升至接近300℃。
美国通用电气（GE）公司从14种车辆的分类细目统计，引擎罩下的97种部件应该可以用GE的塑料材料。这97种部件中，有57种现在用的是金属，主要是浇铸和机加工铝件。加工厂可以用塑料取代这些材料，降低汽车制造商成本。而最容易由金属转变为塑料的一些部件现已完成了替代。应用开发包括重新设计部件，从而更好地利用塑料整合部件，同时帮助加工厂改进设计，满足汽车制造商需求。
GE塑料公司替代的重点是那些机加工铸铝部件，估计用热塑性塑料替代后成本可降低25％，质量可减轻50％，高达75％的部件都可以整合。此外，所有静部件都可以整合，从而可最大程度地降低成本。
现代汽车设计要求汽车的控制模块尽可能距离传感器和传动装置更近，以减少所要求电缆的长度和数量。用较短电缆意味着要控制模块，如油传感器也要尽可能距离马达的热部件近些。巴斯夫正在开发适用材料，如其UltramidA3WG6LS聚酰胺用于加工保护和盛装这些模块的外壳。德国SiemensVDO汽车公司已用DSM提供的Stanyl聚酰胺46模塑做通用汽车公司Vectra轿车的油液面传感器外壳。据悉，巴斯夫也有机油盘塑料开发项目。
现代车型中已经使用热塑性塑料的部件包括传输系统的推进器、冲洗器、齿轮、轴承箱和滑轮。进一步开发包括模塑电节流阀体的设计和选材及填充物技术，后者开发的目的是使塑料对气体的阻隔性提高一个数量级。现代车辆上的节流阀是机加工的，材质经常用热塑性塑料，但向电动转变时，汽车制造商就要重新考虑用铸铝生产这个部件。
GE汽车引擎罩下塑料部件工作部门有1／3的人员目前正在开发能够减少材料气体渗透率的填料技术，主要是为了使气体渗透率比现在的热塑性塑料降低一个数量级，同时又不明显损失延伸性。
热塑性塑料的生产公司认为，他们的材料可以适应任何热固性塑料的挑战，就每千克质量而言，热固性树脂价格并不算高，但是太脆，或不能将某些部件实现最大程度整合。Ticona公司的FortronPPS能够提供适宜的机械性能、耐化学品性和耐热性，从而可在一些应用中替代热固性树脂。与热固性树脂相比，加工厂可在更低的模具温度和更低的注塑压力下加工PPS树脂，制品有更好的拉伸强度和更低的脆性。这种材料用于奥迪、Bugati和VW车中新开发的电子刹车闸的外壳和内部齿轮。
杜邦工程聚合物公司开发和销售的Zytel聚酰胺是2003年首次推出的，据说接近以"拿来就用"的方式替代许多本来由热固性树脂制得的部件，已在大型柴油车上用作大型摇杆的覆层和机油盘，但目前在动力系统和引擎罩下部件占领热固性树脂市场的成绩还有限。
但热固性塑料也并非没有发展潜力，目前热固性塑料的供应商也看到了在汽车引擎罩下应用的巨大潜力。他们认为，取决于应用和需要，与热塑性塑料相比，热固性塑料有更多机会成为替代金属的更好材料。例子之一就是用VincolitX7250和X6952玻璃纤维增强酚醛树脂牌号用于BMW8气缸汽油发动机连续变化的进气歧管。这个部件原来由德国一家加工厂Pierburg用聚苯硫醚和聚邻苯二酰胺开发，但这些热塑性塑料由于部件结构复杂，缺少在高温下必要的尺寸稳定性，没能胜任这个部件，转用玻璃纤维增强的酚醛树脂解决了这些问题。决定用塑料加工进气歧管也是从减轻质量和降低成本两方面考虑的，虽然热固性塑料有比热塑性塑料更高的相对密度，可比部件的质量较重，但像玻纤增强酚醛树脂这样的热固性塑料对于一些固定的把手不需要金属插件即可成型和固定。可以将酚醛树脂水泵直接固定在引擎块上，因为后固化的酚醛树脂有很好的耐蠕变性。
与可比的热塑性工程塑料相比，热固性塑料的另一个优势是注塑壁厚3～5mm的真空泵、油泵和水泵的加工速度更快，这是因为热固性塑料的固化速度比壁厚3mm以上的热塑性塑料的冷却速度快。
热固性塑料用后一般可研成细粉，用作填料（加入量可到15％），在生产新材料预混时，整个熔融过程中机械性能不会降低。虽然引擎罩下部件面对回收循环的问题，但目前无论是热塑性塑料还是热固性塑料，解决这个问题都很困难。部件或者吸收了乙二醇和水的混合物，或者曾浸在油里，用过10年后清洗部件的成本很高，很难回用。明智的解决方式是研磨部件，送入水泥窑，实现能量循环回收。
2005年初，GE塑料公司推出了部分氟化的液体硅橡胶FSL系列产品。氟化工艺是改进材料耐化学品性的关键，同时不降低材料的加工性能。GE预测，这种材料将能替代用于引擎罩下密封和衬垫的其他LSR材料。目前在标准客车中约使用一千克LSR材料。
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