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1、塑料与弹性体在汽车行业的应用10.1 概述本章主要涉及塑料与弹性体在汽车行业中内饰、外饰、罩内、传动装置及底盘等部件的应用现状与发展前景。汽车的制动系统、输油系统、转向系统和传动系统中，又多处都使用了塑料部件。制动系统中的应用包括驾驶区的刹车踏板和车轮上的鼓式刹车、碟式刹车等；输油系统中的应用始于供油管，一直到发动机的气缸；转向系统中有方向盘、吸能式转向管柱、转向横轴、转向柱、加强盘、连杆、球节、轮轴；动力转向系统中有方向盘、软管、油泵、油箱和其他传动装置；发动机产生的能量由传动系统上的齿轮组传递至车轮处，根据传动方式的不同可分为前轮驱动、后轮驱动和四轮驱动。对于一些组件如进气歧管、输油输气系
2、统、仪表板、变速器、驱动器等，虽然不同厂家有各自的生产平台，相应制品的设计形式会有所差异，但从概念上说，这些内燃机型汽车在很多方面都有着相通之处。本章所介绍的塑料与弹性体应用中采取的成型工艺包括注射成型、挤出成型、中空吹塑成型、热成型、转塑成型、反应注射成型（RIM）、树脂传递模塑（RTM）、模压成型、纤维毡增强成型、拉挤成型、缠绕成型，以及手糊成型和喷附成型等。此外还介绍了21世纪汽车工业中一些传统配件和应用的最新发展情况，比如汽车固定和可动车窗专用仿玻璃材料、数字/无线通讯设备、燃料电池板和薄膜材料。传动装置中的应用包括拉挤和缠绕法成型的高抗扭强度、高负载能力、强耐磨性以及阻燃性好的制品。
3、而在汽车用化学纤维及其织物（如应用在座椅上的聚酯织物、应用在气囊的尼龙织物、汽车地毯用聚丙烯等）和涂料（除了新兴的模内涂装技术）方面，本章未予涉及。通常，现在开发出的任何一样产品应用都对应着不只一种的适用材料，也就是说现有制品使用的材料可以被其他材料代替，这使得汽车工业成为向其他塑料相关行业技术转化的实验场。本章仅仅对汽车工业常用的塑料与弹性体材料进行了简要介绍，如果要更全面更详细地了解每种材料的各种应用，可以参看其他文献。下表列出了较为合适的热塑性、热固性塑料、热塑弹性体及其共混材料，可供汽车用制品设计时参考。最终制品的性能取决于这些材料和共混物的具体配方，对于合成橡胶来说还有硫化剂（硫磺或
4、过氧化物等）的种类和含量以及硫化工艺。表10.1至10.4列出了四类典型聚合物（聚甲醛、尼龙、聚碳酸酯、聚氯乙烯类不饱和聚酯）的主要性能。要想得到某种材料的主要性能，通常可向原料供应商索取材料。弹性体的具体性能参数可参看本手册相关章节。聚甲醛的主要生产商有Asahi Chemical（均聚物“Tenac”、共聚物“Tenac C”、活性引发共聚物“LynexT”）、BASF（共聚物“Ultraform”）、DuPont（均聚物“Delrin”）、Mitsubishi Gas Chemical（共聚物“Iupital”）、Polyplastics（亚洲分部有共聚物“Duracon”）、Ticon
5、a/Celanese AG（欧洲分部共聚物“Celcon”、“Hostaform”）。聚甲醛应用在汽车上的典型制品有启动与加速引擎的齿轮、衣帽钩、控制线、茶杯杯托、车门把手、车门锁、引擎冷却风扇叶片/风扇罩、外饰制件、输油系统配件（如油泵）、座椅靠枕连接件、车内暖通空调控制系统配件、加热板、行李架、散热器与气罐盖子、翻车安全气阀、安全带扣、卷收器防尘盖、档位释放钮、车座扶手、音箱栅格、遮阳板、胶扣、车窗摇柄、升降车窗导向滑槽、车窗支撑垫片、挡风玻璃雨刷、雨刷座和雨刷旋轴2。聚甲醛应用在汽车上所需要参考的性能主要有耐油性、耐化学腐蚀性、拉伸强度、韧性、耐磨性、长期负载作用下的尺寸稳定性、抗蠕变性
6、、耐紫外线能力和着色力。均聚聚甲醛的分子结构是由许多个甲氧基重复单元即“(CH2O)”构成（POM），而共聚聚甲醛是由甲氧基和乙氧基单元共同构成。表10.1所示为安全带配件用抗冲级“Tenac” SH 4010均聚聚甲醛树脂的主要性能参数。尼龙的主要生产商有Bayer（“Durethan”）、DSM工程塑料（“Stanyl”）、DuPont（“Zyzel”和“Minlon”）、Honeywell（“Capron”）、Rhodia工程塑料（“Technyl”）、Solutia（“Vydyne”，销售商为Dow Chemical）、TotalFinaElf（“Rilsan”）。尼龙应用在汽车上的典
7、型制品有空气滤清器壳、进气歧管、交流电机配件、轴承套、车身板、刹车踏板、接线柱、链条张紧装置、卡箍、离合圈、联轴器、车门把手、尾气控制系统配件、引擎罩、固定件、油泵支撑衬垫、输油系统配件、车牌照固定架、滤油器外罩、后视镜架和镜框、摇杆盖子、油泵配件、座椅内框、传感器、开关、踏板、方向盘、止推垫圈、硬管、涡轮增压器配件。尼龙应用在汽车上所需要参考的性能主要有抗压、抗扭和抗弯强度，以及韧性、抗蠕变性、耐疲劳、耐磨损、耐油脂、耐罩内腐蚀能力、极限PV值、NVH标准。表10.2所示为玻璃纤维填充量为40的注塑级“Capron”尼龙6树脂的主要性能参数。聚碳酸酯的主要生产商有Bayer（“Makrolo
8、n”PC，“Apec”高温PC，“Bayblend”PC/ABS合金、“Makroblend”PC共混物）、Dow Chemical（“Calibre”PC、“Pulse”PC/ABS）、GE Plastics（“Lexan”PC、“Cycoloy”PC/ABS）。聚碳酸酯及其共混物应用在汽车上的典型制品有保险杠、透气栅格、车门把手、输气硬管、车窗玻璃、车灯罩（如雾灯罩）、杂物箱、车头灯、停车灯、侧灯、转向示意灯、遮阳板，以及仪表板和其他如配件支座和用于空调、方向盘的配件；内饰部分包括车顶后视镜框、车外后视镜框，以及车头灯反光镜等。聚碳酸酯应用在汽车上所需要参考的性能主要有抗脆裂性、透明度、成
9、像精确度、尺寸稳定性、抗冲击强度、耐划痕性、耐温性能。表10.3所示为“Calilbre”IM 400 18，抗冲改性聚碳酸酯树脂的主要性能参数。该材料熔体流动速率（MFR）为1118g/10min，在汽车中多用于大型复杂制品，如仪表板配件和固定件。热固性聚酯和乙烯基聚酯的主要生产商有AOC（一家由Owens Corning和Alpha Corporation resin buziness合资建设的厂家）（“Vipel”）、Ashland Chemical/Composite Polymer Division（“Phase Epsilon”、“SMCLITE”）、DSM Composite R
10、esin（“Atlac”）、Dow Chemical（“Derakane”）、Interplastics（“CoREZYN”）。乙烯基聚酯应用在汽车上的典型制品有车身板、防火墙、燃料电池板、车头灯配件、皮卡用货仓、散热器支撑架、SUV底盘护板、挂斗卡车车顶和挡风玻璃、摇臂盖、车轮套和防风玻璃外罩。热固性聚酯和乙烯基聚酯应用在汽车上所需要参考的性能主要有尺寸稳定性、强度、韧性，以及高温工作能力。“Derakane”790环氧乙烯基聚酯材料是基于高温酚醛合成工艺开发出来的，同其他“Derakane” 家族的乙烯基聚酯树脂相仿，它是采用苯乙烯作溶剂合成的。“Derakane”790树脂在SMC模压工
11、艺的适用温度下以过氧化物为引发剂，如TBPB（过氧化苯甲酸叔丁酯），可获得交联固化。如果用一些金属氧化物如氧化镁填充该树脂，混合物可作为片装模塑料（SMC）使用，如填充料含有收缩率控制助剂，则成型出的产品具有精确的尺寸。该树脂具有出色的尺寸稳定性、在较高的工作温度下也能保持一定的强度（热变性温度550F（280C）。热固性聚酯和乙烯基聚酯可以制备成SMC、BMC、TMC作原料，采用模压、缠绕、拉挤、树脂传递模塑（RTM）、喷附和手糊等工艺成型制品。表10.4所示为 “Derakane”790 R-65，环氧乙烯基聚酯树脂的主要性能参数。该材料多用于汽车底盘和能量传动装置配件如油池、阀门盖、同步
12、链条盒等。10.2 塑料部分10.2.1 热塑性树脂10.2.1.1 典型的外饰应用l 车身装置：空气动力附件（气坝、尾翼），保险杠，车门，翼板，车罩，填充板，驾驶室前围板，围板，后备箱盖，外覆层，帖布l 通风罩l 车门把手，车门锁，车门锁驱动与传动装置，车门锁止板l 前仪表板，后仪表板l 塑料/金属复合车前罩l 油箱盖l 活动车顶导轨l 车灯配件：聚光镜，支架，封片，雾灯，前照灯，灯座，透镜，反光镜固定件l 皮卡货舱内衬l 行李架及行李架横梁l 动力设施l 后视镜外罩l 加强件l 车门下围板l 底盘护板l 内饰件，内饰卡件l 行李箱门锁l 天窗l 切割轮衬垫l 车轮芯轴螺母l 车轮盖l 车窗
13、导滑条l 车窗支架l 车窗：固定车窗与可动车窗，挡风窗，侧车窗，后车窗l 挡风窗通风罩l 挡风窗雨刷，雨刷座，雨刷旋轴随着模内喷涂、模内装配技术以及薄壁树脂（具有较高的熔体流动速率而不影响制品性能）的出现，塑料制车身板正在一步步地取代钢制的同类产品。这一技术的成功开发应用大大降低了车身板的制造成本。众所周知，塑料车身板与钢制车身板相比，具有很多优点如轻质、耐压、耐磨，并具有更大的设计自由度。随着模内上色薄膜注射成型技术（IMCF）得以成功开发并逐渐走向成熟，以IMCF为原料所进行的车身板模内涂装工艺可以使车身板获得更好的光泽度，并具有更高的耐磨性9。模内涂装工艺使用较为成熟的原料主要包括“Xe
14、noy”PC/ABS合金、“SollX”、“Noryl”GTX、“Surlyn”反射级树脂、“Magnum”ABS、抗冲级PC/ABS合金和“HiFax”聚丙烯树脂等。上述这些模内涂装级树脂可以应用于仪表板、控制面板以及内饰件，通常仪表板、散热器栅格（安装在前栅格板上）、车身侧板、饰件以及覆层是采用混有颜色的Surlyn树脂注射成型得到的。这里的Surlyn树脂是一种具有超强反应能力的离子交联聚合物。除此之外，适合成型外车身板的原料还有很多，包括ABS，ASA，PC/ABS，PC/PBT，PC/PET，TPU（E），PC/TPU（E），TPO，PA以及PBT/PET等。其中无机粒子增强填充的P
15、C与聚酯共混物，由于具有更高的低温冲击强度，更低的CLTE，同时显著改善了汽车上竖直面板、后车门以及保险杠的A级表面质量，近年来在北美和欧洲一带获得了越来越广泛的应用。“Celanex”级耐紫外线PBT，“Ultradur”、“Valox”两种树脂具有良好的刚度、柔韧性、尺寸稳定性，更高的尺寸精度、耐候性，这些性能上的优势使之成为适合注射成型挡风玻璃雨刷罩的原料。功能性配件的模内组装技术（IMA）可以省掉传统工艺中脱模后再组装这一步骤，使制造成本显著降低，因而该技术受到了汽车行业的青睐。目前越来越多的注塑生产商正在使用IMA技术采用旋转的一模多腔式模具大量生产各种配件，然后借助自焊接材料来获得
16、封闭性良好的产品。IMA技术既可以应用于所有汽车零件的生产制造（如外饰件，内饰件，罩内饰件以及底盘配件等），也可以用于汽车工业以外的行业中。“Azdel”玻璃纤维毡增强热塑性材料（GMT）是以聚丙烯和其他热塑性材料为基体，以短切玻璃纤维束，这种GMT做为原料适合于成型外饰制品，如保险杠和备胎架等。而Superlite级Azdel树脂于2002年问世，这种材料适合于内饰制品的生产应用。长玻璃纤维（LGF）增强复合材料如“Compel”和“StaMax”P正在越来越多的应用于保险杠、车门结构件、仪表板架、车前仓、车椅支座以及挡泥板等；此外，“Stamylan”P玻璃纤维和无机粒子增强均聚或共聚级P
17、P粒子原料也可以应用在蓄电池盒、保险杠、汽车内饰与外饰覆层、暖通空调配件（HV/AC配件）、仪表板固定件、内门板结构件和罩内仓等。“Ketan”TP原料可通过注射成型获得保险杠，这些保险杠产品应用在Audi，Mecedes Bens，BMW以及Ford等车型中，而Mazda 323的保险杠制品是采用反应级弹性体改性“Kelburn”PP为原料注射成型得到的。“Vetron”复合材料是一种长玻璃纤维（LGF）填充量高达75的增强PP材料。该材料产自LNP Engineering（G.E. Plastics的一家办事处），适合汽车外饰件和罩内制品的应用。RTP公司所推出的一条长玻璃纤维增强复合材料
18、的生产线专供汽车配件及其他相关制品使用。Husky Injection Molding Systems与Krupp Werner & Pfeidler两家公司联合开发出一条长玻璃纤维增强复合材料的生产线，该生产线是将连续的长玻璃纤维、聚丙烯和其他组分喂入混料挤出机。注射成型是一个独立的步骤，但也可引入生产线中。“Fiberim” TPU（E）复合材料便是采用了增强反应注射成型工艺（RRIM），这项工艺可以应用于保险杠、车身板、座椅盘和遮阳板中。经过多家设备生产商如Canon（“Interwet”）、Engel（“Fibermelt”）、Hennecke（“FiberTec” Plus）、Joh
19、nson Control Interior（“Fibropress”）以及KraussMaffei 公司所改进的工艺，可以用来生产长玻璃纤维（LGF）增强材料，并成功应用于汽车行业中。如模内喷涂以及可喷涂材料、保险杠、外饰板、车前端配件、仪表板架、内门板，电池盒，底盘、后门内门板等。所应用的增强纤维可以是“Cratec”，即一种短切纤维束，该纤维束是将连续的长玻璃纤维按照需要切成一定的长度而获得的。标准前端制品系统是一种塑料和金属的复合装配件。该装配件显著提高了制品的功能性，并降低了安装成本，该组件可以采取在金属片材上直接注射封装塑料的方法来成型，目前增强尼龙和钢板片材复合材料制造的车前板已经
20、替代了传统的全金属制品。该新产品具有更好的抗扭转、抗弯和抗压强度，并使得车前板在驾驶过程中具有更好的稳定性，只要设计得当，从引擎传递过来的扭矩会均匀的分布在车前板上，除此之外，塑料、金属，复合材料制成的这种产品可以与传统制品相比节省了40%的重量，并省去了高精度装配的必要。成型这个车前板制品的一种常用方法就是先将这个经过充分拉伸的钢板放在一个膜腔内，然后用注射机将“Durethan”尼龙6注入膜腔中，使物料流经使物料附在这个金属片材周围，并最后得到这个金属制品。在传统工艺中，该制品需要十七步，而现在只需要一步就可以完成。有许多配件可以与车前板结合进行一体化生产，一个典型的车前端可以有车前板，车
21、前板通常是由尼龙66或尼龙6与钢板组成的复合材料形成的，将该制品结合保险杠、雾灯、头灯、停车灯、散热器栅格附件以及更多的配件都可以与之一体化生产。该项技术也可以使用在汽车行业的其他制品上如前车椅的制造，也可以使用在汽车行业以外的应用中。戴姆勒梅塞德斯奔驰公司便使用了一项独特的塑料金属复合制造技术，专用于戴姆勒梅塞德斯奔驰CL企业轿车中，使用在塑料保险杠前翼以及后备箱盖等处；还有与金属铝复合制品如车棚、车顶、尾板、尾翼、金属镁复合的内门板以及与钢复合的铝合金用于撞车时受力较大的部分横架、侧护板以及顶梁等。该公司的A级复合生产线“非常均衡”地使用了塑料、金属铝、金属镁以及钢材，包括在前挡板类制品的
22、应用上“非常均衡”地使用了这个材料。经过适当的选择并适合加工工艺的塑料和弹性体材料通常比金属镁铝等具有更大的使用优势。保险杠、仪表板以及表面附层可以采用热塑性聚酯TPU（E）以及TPO（E）作为原料生产，Bayer公司开发出的“Durethan”尼龙6制专用复合生产线车前板以及“Bayblend”PC/ABS专用生产线可以用于生产一些功能性的配件如外饰板配件、后门门板、后车座靠背等。许多热塑性与热固性树脂，包括POM、LCP、PA、PC、PBT、PEI、PET、BMC和SMC等，可以替代金属而获得更为轻质的同类产品，替代金属来制造照明配件，如灯座、灯架、插件、雾灯、头灯、灯罩、吊架和停车，后退
23、示意灯反光器固定件以及插座等这些塑料材料具有出色的抗蠕变性和尺寸稳定性，并具有很好的耐高温性（如高温刚度）和耐油污能力电性能上则具有出色的介电强度和耐电弧性，与金属和陶瓷材料相比，又具有成本较的优势。灯座以及插座是由玻璃纤维填充量达30%（重量含量）的增强LCP。该材料具有很好的韧性，并且热变形温度（HDT）约为500（260）。或者也可以采用玻璃纤维填充量达30%的增强PET，以及耐热级30%玻璃纤维填充的增强尼龙6和尼龙66。头灯的固定器可以采用33%玻璃纤维填充尼龙66，如“Zytel”，该材料具有很高的增配强度。也可以采用玻璃纤维填充量30%-35%的增强PET，如“Rynite”，并
24、采取杜邦公司的装配技术制造而成。反光镜使用的材料则是可镀金属的BMC，其原料为玻璃纤维/无机粒子填充量达40%的“Zytel”HTN热稳定及增强尼龙66。此外还有玻璃纤维/无机粒子填充量为40%的增强“Rynite” PET和“Ultem”PBT，该材料多用于经济型轿车中28。借助GE plastics的三维“Thermal Prediction”进行汽车头灯配件的设计，用以预测升温情况与最终产品变形情况的关系，因而可以节省或减轻模型制造的必要性。BMC、均聚与共聚POM、尼龙6、尼龙66、PBT、PC/PEI合金共混物以及PEI共聚物，都可以用于照明器材、车灯构件的制造。而热稳定性、尺寸稳定
25、性较好的透明级PC（透光率达90%以上）则均衡的具有很好的各项性能，使之适合于制造灯罩制品。BMC材料由于具有出色的可塑性和较低的生产成本而成为制造塑料头灯和雾灯反光器的首选材料。BMC材料制造的反光器具有的优点有方便与其他配件装配、容易镀金属等，并具有很好的耐热性，在头灯灯泡高达392（200）时也不会影响使用。填充量为2.5%（重量含量）的纳米增强聚丙烯与传统的填充量为25%（重量含量）滑石粉无机粒子填充PP相比，显然前者无论在汽车制造行业还是在汽车以外的其他领域，都具有更好的应用前景。纳米复合材料技术在汽车上的一个应用是由GM技术中心/材料和加工实验室、Southern Clay Pro
26、ducts和Basell/Montell联合开发的膜内涂装及可涂装竖直面板技术。开发出来的竖直车身板具有325，000lb/in2（2.23GPa）的模量，皮层具有150，000lb/in2（1.03GPa）的模量，并且该材料与传统的玻璃纤维/无机粒子增强复合材料相比，重量更轻而性能又没有太大差别。纳米填充材料填充的PP及其他热塑性材料原料适合成型中心控制面板、内门板、内饰件、膝挂板，以及排档杆等。戴姆勒克莱斯勒Wrangler型吉普车使用的车顶行李架支撑组件，所采用的原料是含40%“Cratec”长（0.5in，12.5mm）切玻璃纤维的增强均聚聚丙烯。这种复合填充材料也同时混入了紫外线稳定
27、以及炭黑以提高耐候性。该复合材料比重为1.2g/cc，弯曲模量为994000lb/in2（6.85GPa）,Izod缺口抗冲强度为7.22ft-lb/in（383J/m）。CLTE为11310-5in/in/（20510-5m/m/）75300（23150），DTUL为264lb/ in2（1.85MPa）315（157）。行李架滑轨组件由若干个配件构成，并采用搭扣连接方式固定在活动车顶上，这使得该制品在设计和成型工艺上需要使用一些独特的做法如使用了一个金属旋轴作为嵌件进行一体化成型，这个金属旋轴可以使得行李架可折叠以方便储存。它在压塑模具设计上也有一些独到之处。目前，汽车的可升降车窗、固定车
28、窗、侧车窗以及后车窗的制造行业正经历着巨大的变化，新型车窗玻璃材料的使用提高了汽车驾驶者以及乘客的安全性和保险系数，并降低了汽车行驶中公路以及风造成的噪音。而新的车窗材料所具有的紫外线（UV）和红外线（IR）的过滤功能直接导致了汽车配件在塑料选材方面的巨大变化，这些应用制品包括仪表板配件、座椅、方向盘套。并且由于减小了车内空调的使用功率，这样一来也就等于减少了燃料，不是所有车窗玻璃材料都具有过滤或屏蔽太阳光中红外线的功能，就两种制品介绍如下：1. 具有“Butacite”聚乙烯醇缩丁醛（PVB）和“Mylar”聚酯薄膜夹层的片装玻璃（该产品用于防碎挡风玻璃已使用了55年以上），该车窗玻璃专用材
29、料是由杜邦公司开发的。2. 具有表面覆有无机或陶瓷覆层的片状聚碳酸酯材料。该产品是由GE Plastics和Bayer共同开发的。“SentryGlas”和“SentryGlas Plus”是两种加强防护玻璃（EPG）的商品名。该制品可用于侧车窗、后车窗、顶部车窗。目前它的防闯入性能正在测试当中，并在与传统的钢化玻璃，聚碳酸酯片材玻璃作对比。现将杜邦公司开发出的三种安全玻璃片材材料介绍如下：1. “Butacite”是一种具有塑料薄膜夹层的玻璃材料，可以用于挡风窗和侧车窗；2. “SentryGlas”是一种具有防闯入功能的复合材料；3. “SentryGlas Plus”是一种带有离子键薄膜
30、聚合物树脂的薄膜夹层的玻璃复合材料，该制品具有更高的抗冲击强度。一般来说，汽车用EPG通常是由两片玻璃中间夹着一层PVB薄膜而组成的。该EPG产品可以屏蔽掉太阳光内95的紫外线和55的红外线，这使得汽车处于停车状态时，在阳光的直接照射下，在驾驶仓内的温度可以少升高72（22）之多。在汽车行驶中，公路与风造成的噪音，可以多屏蔽掉4dB。除此之外，该EPG也同样具有防闯入功能，即可以防止偷车贼强行闯入车内，并在发生撞车事故时，不会使车主从车窗飞出去。“SentryGlas”不仅应用在原始生产商（OEM）上，也广泛应用在原配件市场中，其产品有挡风玻璃、车窗、以及侧灯等。预计2002年，装配片装安全玻
31、璃（不包括挡风玻璃）的车将达到150万，而与此形成对比，在2000年，这个数字仅40万。1999年9月，这个公司和杜邦公司联合成立了一家增强安全玻璃汽车协会（EPGAA组织），该组织是为了所有的汽车OEM和玻璃生产商建立的，其目的是在高抗冲性能玻璃领域内共享信息并获得全面的发展。由Sultia公司制造的“Saflex”PVB以及其改进型号薄膜“Vanceva”作为安全玻璃的夹层已广泛应用于汽车制造业、建筑业，以及住宅业中。而新型的“Butacite”PVB薄膜做为挡风玻璃的夹层，可用作抬头显示器（HUDs）。也就是说，它可以使图像显示在挡风玻璃上。DaimlerChrysler S级轿车以及M
32、ecedes Bens双人式轿车，使用的安全玻璃可以显著降低紫外线的透过率，而CL级轿车使用的玻璃在薄膜上还有一层金属覆层，可以有效过滤掉红外线。目前，EPG已经使用在Audi和Volvo的一些车型上。“Exatec Plus”注射成型聚碳酸酯制车窗玻璃是由Exatec公司生产的，该公司是GE Plastics和Bayer的合资公司。该产品主要用于侧车窗、后车窗以及顶部车窗，该制品的结构是在中间夹有一层无机的紫外线（UV）阻隔层，一层用来改善阻隔层和聚碳酸酯片材的粘合剂，以及在聚碳酸酯片材最外面的耐磨表面涂层（该涂层使用的可以是GE公司的自由基沉降硅烷覆层，以提高其耐磨性和耐候性；也可使用Ba
33、yer公司利用纳米技术得到的陶瓷粒子覆层）。该产品具有轻质、安全的特点，耐红外、紫外辐射、防破碎、耐磨等性能优异，同时也具有防闯入功能，在撞车事故中还具有防止乘客飞出的功能，这种聚碳酸酯复合车窗可以根据的需要成型为不同的形状。该制品可以通过注射封装的成型方法生产，并可以用于汽车制造业和建筑业。这种具有传统车窗厚度（4mm）的塑料车窗材料每片重21.7公斤，与同样尺寸的玻璃制品相比，玻璃制品具有43.5公斤，这形成了鲜明对比。这种大面积无接缝聚碳酸酯成型片材是由机械生产商Battenfeld、Engel和KraussMaffei共同开发的。采用封装注射成型工艺，最终获得了复合车窗材料，广泛应用于
34、汽车工业和建筑业。碳酸酯制车窗玻璃将于2003年开始应用，并于2007年之前批量生产。目前，国际标准组织（ISO）正在建立一个全球通用的汽车用车窗材料性能测试标准，其中包括机械性能、透明度、阻燃性以及其他性能。10.2.1.2 典型的内饰制品应用（座舱内）l 气囊和组件l 肘靠l 转向柱l 衣帽钩l 中央控制台l 控制旋钮l 杯托l 数字播放器外壳l 车门把手l 车门板l 踏板架l 变速杆及把手l 杂物箱l 栅格l 活动车顶l 通讯天线配件，如皮层、泡沫层、基体l 靠枕支撑杆l 暖通空调配件（HV/AC），如通风口l 仪表板相关配件，如皮层、泡沫芯层、基体、附件、箱体、仪表板架l 膝挂板组件l
35、 灯罩l 手动刹车装配件l 车后架l 后视镜座l 增强件和附件l 安全带配件，如卡扣、安全带盒、释放按钮l 车座配件，如靠背、椅架、座椅调整杆、座身l 转向系统配件，如方向盘、转向柱、转向开关等l 内饰及固定件l 卡车车斗衬垫“Superplug”内门板组件使用的原材料是含30“Cratec”切割玻璃纤维束增强PBT/PC“Xenoy”，制得的组件包括车窗外框以及控制装置、门把手支撑件、扶手的支撑件、扩音器固定件以及其他一些配件，如玻璃升降器、车门锁死装置、扬声器等，这些制品是在汽车下线后装配上去的。在早期时的内门板组件有超过20多个可供生产的配件部分，以达到客户的具体需要。复合材料中，短切玻
36、璃纤维可以增加制品强度、刚度、尺寸稳定性、热稳定性；PBT能够增加制品的耐汽油性、耐汽车蜡、耐清洗剂的性能；而PC可以在很宽的温度范围内提高制品的冲击强度。在成型内门板时，可以采用气体辅助注射成型方法，在注射制品内引入气体空穴，这样能够增加制品的刚度，减小制品翘曲，减轻制品重量。该项技术由Owens Corning、Delphi Interior和Lighting System共同开发。模内涂装和可涂装材料目前已经成功应用于中央控制台、门板、中柱内饰物以及仪表板等处，这些材料包括亚光、高热量、高流动性并具有抗静电功能的树脂如“Magnum”ABS以及“Pulse”PC/ABS合金。目前一种汽车
37、踏板支架已开始采用玻璃纤维增强的“Zytel”尼龙66来取代传统的钢制品，因为该材料重量仅为钢制品的1/3，并具有生产成本较低、便于设计、装配，以及低噪音、低震动的特点。塑料制加速器以及离合踏板可以和这个尼龙踏板架联合使用41。2001年Chrysler和Dodge小型货车的暖通空调系统（HV/AC）控制板的按钮是以两种共聚聚甲醛“Celcon”的不同作为原料，采用包胶注射工艺成型的。这个工艺的成型过程是第一次注射先打出白色凸起的字母和标识，然后再在一次注射制品上面进行第二次注射，包覆上第二种材料，用来保护字母和标识部分。该成型工艺最关键的因素是在这些凸出标识部分周围料流的熔体粘度和流动性能。
38、塑料在汽车座舱罩上应用的突破口主要在于模内装配技术（IMA）、复合成型技术（即塑料/金属的模内装配）、配件的一体化生产技术以及模内喷涂技术等。比如仪表板的塑料基体的泡沫芯层和皮层就需要在注射成型过程中，采用模内装配技术进行一体化生产。可以采用模内喷涂技术将TPU或者糊状聚酯材料以及上色薄膜涂覆在基体上，或者也可采用在模腔内表面直接喷涂的方式涂上覆层。这项工艺成功与否主要取决于所选树脂以及成型工艺，可以选择的材料包括ABS、ABS/PC合金、PC、PVC、TPO、TPU等；成型工艺可以选择注射成型、砑光成型、热成型、吹塑成型以及旋转模塑成型等都可获得制品。不同生产线上所涉及和制造的仪表板和制品是
39、各不相同的，但无论是哪个公司都在越来越多的使用IMA技术、模内喷涂、复合成型技术以及一体化成型等。目前PolyOne公司已经开发出一种技术，将砑光成型得到的TPO皮层覆在仪表板内的聚烯烃发泡芯层上用于与基体进行模内装配，仪表板制品是由Delphi Automobile Interior System，从“Mytex”牌号的TPO热成型片材上成功装配的。TPO材料可以提高制品的耐热性、耐UV性、耐刮擦性、柔软性，还具有亚光效果，并可以在表面附加无机物的覆层，表面还具有很小的雾层效果。于2002年开发出来的“Azdel”SuperLite树脂由于具有轻质、表面质量好等优点，非常适合于汽车内饰制品的
40、生产，如复合仪表板元件以及通讯天线；而其他配件诸如支架、车框、杂物箱、栅格、膝挂板等则可以与仪表板组件进行一体化的装配使用。采用注射成型的模内涂装材料，如玻璃纤维填充PA、PC、ABS、ABS/PC合金等，具有很好的耐热性、抗冲强度以及亚光效果，适合于制造支架、中央控制台、车框、内门板、膝挂板、固定件、扬声器和扩音器以及橱窗栅格、方向盘外皮等。高熔体流动速率的树脂适合制造薄壁、长流程几何形状较复杂的制品。如果对制品具有可回收要求的话，则在材料选择上会有相应的提高。10.2.1.3 典型的罩内制品应用l 空气滤清器外壁l 喷气机配件l 通风管l 进气歧管l 气泵l 导流板l 电池盒、线盘l 皮带
41、，如传动皮带、风扇皮带l 鼓风机轮l 容器，如车窗洗涤壶l 接线柱及外壳，如控制拉线l 链条导板、链条张紧系统l 夹具，如刹车钳、油管钳l 离合器配件l 线管和线盘，如巡航控制模块l 冷却系统配件l 管件l 电气元件，如接线柱、控制器、传感器外壳、节气门外壳、装片l 继电器，如线圈体、继电器座、继电器盒l 引擎冷却风扇叶片l 引擎配件，如传动皮带罐道、引擎盒、喷油元件、摇杆盖l 阀门同步链条盖l 尾气控制系统配件l 燃料电池板l 输油系统配件，如夹具、隔油箱、加油管、滤油器、输油管道、油泵零件、油箱l 软管l 点火线圈体l 滤油器配件和管件l 油底壳l 引擎系统的油管或水管l 能量分配箱l 散
42、热器元件，如散热器帽或支撑组件l 摇臂盖子l 传感器/电磁线圈/开关l 防护罩l 挡泥板l 防火墙或散热器的支承板l 同步链条导轮l 涡轮增压器管件、真空管l 阀门盖l 汽门举杆导轨l 刮水电动机壳上进气歧管是一种用来将空气气流或者将空气与汽油混合物导入引擎气缸的管道系统中的一部分。上进气歧管可以将混合好的空气/汽油混合物通过进气口道而后导入引擎气缸。进气时引擎气缸是处于一个下冲程的动作过程中，该冲程可以在气缸内形成真空，进而使罩舱下面的空气通过空气过滤器进入气缸之中。过滤器可以将空气中的灰尘以及其他物质的颗粒滤掉，使清洁的空气通过进气歧管进入气缸内，使之按照化学计量组成所需要的空气汽油比例被
43、注入气缸内。管内的空气流动情况以及空气与汽油的混合比例在很大程度上影响着汽油的燃烧效率，空气中没有被燃烧消耗掉的那一部分会在排气冲程的动作过程中从气缸内排出，排至尾管并进入大气中。而经过燃烧后获得的高温的废气从气缸出来后会被废气歧管导入废气系统。该系统主要由以下部分组成：1. 废气歧管和歧管套2. 连接管和中间管3. 回气管、催化转化器、隔热板、消声器4. 垫片、密封圈、机械锁紧块、托架5. 尾管和废气管进气歧管制品既可以通过熔芯注射成型工艺制得单件的制品，也可以通过先注射成两部分然后采用振动焊接方式将其焊接在一起。这两种工艺在实际生产中都有所应用，但后者更受青睐一些。适合这种注射后焊接制作工
44、艺的生产原料原料包括Bayer公司生产的高温稳定化的30的玻璃纤维增强尼龙6“Durethan”，以及该公司的接枝尼龙6“Durethan”。目前塑料的进气歧管已经替代了传统的铝制同类制品，因为新产品它具有以下优点：1. 质量较轻2. 制品组装方便，无需二次加工并且可以进行局部组装3. 使用过程中噪音和震动较小4. 设计多样化（可借助CAE和FEA）5. 使用性能较好，如进气歧管内气体流动较为平稳，这样有助于提高气体和汽油混合物燃烧效率。输气管道可以采用硬质PBT或软质的聚酯弹性体（用于成型拐角部分）作为原料通过连续挤出工艺或者吹塑工艺成型。得到的制品与传统的制品相比具有轻质，低成本，所需装配
45、零件数少以及NVH值较低等特点。罩内电路连接制件所采用的原料主要包括热塑性聚酯即PBT和PET，也包括液晶树脂（LCP）。选择原料时需要主要考虑的因素有制品使用的性能要求，在使用温度下稳定性的要求，刚度和强度比值，尺寸稳定性，耐化学腐蚀性。目前已经开发出一些新型的树脂，具有更高的韧性以及更高的MFR（熔体流动速率）。该树脂适于成型那些薄壁，几何形状复杂的电路连接件。一些易碎的电路连接件以及其他一些脆性的电子、电器元件可以采用“Mucell”公司推出的低压注射发泡成型工艺，以及封装注射工艺进行成型，也可以采用固态注射和挤出工艺进行成型47。这些工艺的优点主要有：1. 尺寸精度更高 2. 尺寸稳定
46、性更好 3. 密度较低4. 注射压力较小，不会使这些元件在成型过程中破坏 5. 成型周期较短 6. 所需合模力较小 7. 生产功率较小对于另外一些制品，如电子传感器以及控制线的外皮等，它们离引擎更近，而且一端就固定在引擎的内壁上。由杜邦公司iTechology Microcruit Material生产的“Green Tape”以及相应的厚膜制品可以安装在引擎的内部，并作为引擎控制集成电路以及三维中继馈线的元件。“Green Tape”通常是应用在一些具有三维结构的中性电器元件的装配上、防锁死刹车系统控制器，以及光电背后照明装置上。这一装置主要安装在仪表板的主要仪表以及传动电路和后窗加热器上。
47、这一技术主要应用在工作温度较高、电路的集成程度较大，并且需要直接安装芯片的元件部分。使用该技术获得的制品具有很好的信号数字RF相互转换以及高频性能，因而可以用于无线通讯设施，并已被OEM汽车和零配件市场广泛接受。将“Green Tape”和“Fodel”通过该技术成型得到的“Luxiprint”厚膜薄膜系列可以用于光电背后显示装置的生产。而液态聚酰亚胺使用该技术可以制作汽车电子发动系统的相应配件。电子油门控制器的塑料配件是由33玻纤填充尼龙66 “Zytel”成型的，该控制器的出现替代了传统的机械油门控制器。该控制器的主要构成包括一个控制器壳体，壳体内封装的导线架，以及组装在壳体外的装配用托架
48、。电子继电器元件如继电器座、继电箱箱体，以及线圈绕组，都可以用到一些工程塑料如热塑性聚酯、尼龙、聚苯醚，LCP以及热塑性聚酰亚胺“Vespel”TP为原料进行成型。由于这些原料有很好的耐高温性能、抗冲击强度，以及耐汽车用化学品的性能，所得到的制品适合于罩内的电器元件应用。引擎是汽车输油系统和输气系统的终端，并且是传动系统的起始端。输油系统基本上由油箱盖、进油颈（管）、输油管、油箱、油泵及其相关配件，滤油器，上进气歧管，以及汽油注射单元共同构成。由于汽油流过进油颈（管）和滤油器时会在表面产生静电，为此，这些制品需要使用抗静电（ESD）树脂作为原料，如玻纤增强ESD尼龙、“Fanathene”和“Marlex”HDPE（这种原料在进行多腔吹塑成型时得到的油箱制品具有很高
