1. 塑料的簡介
1.1 塑料的種類
(一）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，可以用作工程結構的塑料，如聚酰胺、聚砜等。特種塑料具有特種功能，如氟塑料和有機硅等。
（二）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)點是強度、耐熱性好，受壓不易變形；缺點是成型工藝復雜，生產(chǎn)效率低。熱塑性塑料是指在特定溫度范圍內能反復加熱軟化和冷卻硬化的塑料。其優(yōu)點是成型工藝簡單，生產(chǎn)率高，具有一定的機械性能，可重復回收使用；缺點是耐熱性差，剛度較低。
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：填料和增強材料、填充劑、增塑劑、固化劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、抗靜電劑、阻燃劑等。
1.3 改性塑料
塑料的特性表現(xiàn)在質量輕、不會銹蝕、耐沖擊性好、透明度高、耐磨損性和絕緣性好、導熱性低，一般成型性及著色性好、加工成本低等，在汽車設計中采用大量的塑料，可以綜合反映出對汽車設計性能的要求，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”。
2. 汽車用塑料的輕量化體現(xiàn)
用可吸收沖擊能量和震動能量的彈性體、發(fā)泡塑料制造儀表板、座椅、頭枕等制品，可以減輕碰撞時對人體的傷害，提高汽車安全系數(shù)。結構件則多采用高強度工程塑料，以減輕質量，降低成本，簡化工藝，如用塑料做燃油箱、發(fā)動機和底盤上的一些零件。
3. 汽車用塑料的個性化發(fā)展
采用汽車塑料，還有助于汽車向個性化方向發(fā)展。塑料制品的設計自由度大，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，復雜制品可一次成型、批量生產(chǎn)，效率高，成本低，經(jīng)濟效益顯著。如果以單位體積計算，生產(chǎn)塑料制件的費用僅為有色金屬的1/10。
4. 汽車用塑料的種類
隨著塑料新材料的不斷開發(fā)，塑料在汽車應用的領域不斷擴大：
4.1 納米復合材料的應用
熱塑性聚烯烴(TPO基)納米復合材料，應用于汽車內、外裝飾件，優(yōu)點是質輕、尺寸穩(wěn)定性高、強度高、低溫抗沖擊性能好。TPO系納米復合材料汽車踏腳板，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合材料用于汽車前后保險杠，使原保險杠厚度由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飾件的聚丙烯納米復合材料。
納米粒子的介入，不僅改善了聚合物的強度、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，由于加工簡便，效果明顯，業(yè)內對聚合物納米復合材料的市場前景持樂觀態(tài)度。
4.2 可噴涂和免噴涂塑料
美國GE公司開發(fā)的可導電的聚苯醚/聚酰胺材料使車身塑料件能與金屬沖壓件一起進行陰極電泳(即可實現(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，可以達到油漆的效果，降低生產(chǎn)成本。該技術已開始在國外轎車車身板的生產(chǎn)中使用。
4.3 塑件配光鏡和塑料玻璃
由美國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，更具光學加工的準確性。
美國在風窗玻璃的三層安全玻璃里面又貼附了20μm厚的聚氨酯膜。美國絕大部分客車采用丙烯酸樹脂板，風窗玻璃塑料化可以達到節(jié)能和保護乘員安全的目的。
4.4 纖維增強熱塑性塑料
長纖維增強熱塑性塑料(LFRT)是新型輕質高強度工程結構材料，因其重量輕、價廉、易于回收重復利用，在汽車上的應用發(fā)展很快。
用天然纖維如亞麻、劍麻增強塑料制造車身零件，在汽車行業(yè)已經(jīng)得到認可。用亞麻增強聚丙烯制作車身底板，材料的拉伸強度比鋼要高，剛度不低于玻纖增強材料，制件更易于回收。對操作工人，可免除因玻纖引起的皮疹和呼吸性疾病。我國江陰一些企業(yè)已經(jīng)開始生產(chǎn)這類材料。
5. 在動力傳動系統(tǒng)中的應用
發(fā)動機氣門室罩和機油盤采用聚酰胺、反應注塑聚氨酯、環(huán)氧樹脂等玻璃纖維增強塑料模制或壓制而成；發(fā)動機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用于齒輪、軸等耐磨成型制品。廂式車和貨車中，用復合材料(玻璃和碳纖維)傳動軸代替的金屬軸，減輕了重量，降低了噪聲和振動，并使工作更為平順。英國GKN技術公司用纖維增強塑料制造的傳動軸，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)出一種復合玻纖增強尼龍66用于V6發(fā)動機的有源集合塑料通風系統(tǒng)。
6. 車身
塑料在汽車車身上的應用主要有三種模式：(1)外覆蓋件與結構件全部采用塑料：主要用于高檔跑車，其骨架結構件采用碳纖增強塑料，外覆蓋件采用玻纖增強塑料，成本很高。(2)金屬骨架與全塑外覆蓋件與車身結合：車身采用玻纖增強熱塑性聚酯注塑成型，其設備為8800t注塑機，設備費用昂貴。(3)部分采用塑料外覆蓋件：一些高級轎車，骨架結構采用金屬件，外覆蓋件則部分采用塑料件。
7. 開發(fā)塑料功能件
用玻璃纖維增強熱塑性塑料(GMT)制造支架、托架和多功能制件等。應用塑料制造進氣歧管可減輕重量40％～60％，且表面光滑、流動阻力小，可提高發(fā)動機性能，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性填料的“復合型電導性塑料”和塑料本身具有電導性的“電導性高分子化合物”，以其高功能性能供汽車生產(chǎn)選用。
8. 儀表板、內飾系統(tǒng)
國外許多汽車廠用泡沫聚氨酯制造門板，不僅能減輕重量、強度，吸聲性和安全性能也好。聚丙烯由于價格低廉，在美國汽車市場上得到廣泛應用，不僅用聚丙烯替代ABS，而且有些車型內飾全部使用聚丙烯。目前國內使用的儀表板可分為硬質儀表板和軟質儀表板兩種。硬質儀表板一般為改性聚丙烯采用注塑成型，在經(jīng)濟型車上使用。軟質儀表板為聚氨酯反應發(fā)泡成型，通常用于中高檔轎車。
塑料材料的創(chuàng)新應用將會是汽車制造中最受到關注和重視的關鍵點，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)動機和新原料的創(chuàng)新，很大程度將會依賴塑料技術的發(fā)展。誰能在材料選擇和應用上獲得領先，誰便可以獲得更大的收益。
