在汽車輕量化的過程中，使用塑料來減輕汽車重量仍然是制造商的一項重要計劃。一般塑料的比重為0.9~1.5，纖維增強復(fù)合材料比重也不會超過2，而金屬材料中，A3鋼的比重為7.6、黃銅為8.4、鋁為2.7，這使得塑料成為現(xiàn)階段實現(xiàn)汽車減重的主要手段之一。目前，無論是外裝飾件、內(nèi)裝飾件，塑料用量都在不斷地增加。并且隨著工程塑料綜合性能的不斷提高，發(fā)動機周邊、塑料車窗、車門、骨架甚至更多的汽車關(guān)鍵部件都開始使用塑料。那么，當前塑料在汽車發(fā)動機周邊有哪些最新應(yīng)用呢?讓我們來一睹為快吧!
帝斯曼：可媲美PEEK的新型PPA材料
在不影響安全及舒適性能的條件下，縮小發(fā)動機尺寸、在有限的空間內(nèi)靈活設(shè)計是當前車輛設(shè)計中面臨的巨大挑戰(zhàn)。帝斯曼深信，在助力整車制造企業(yè)及其零部件和系統(tǒng)供應(yīng)商滿足二氧化碳排放標準的過程中，F(xiàn)orTiiAce將扮演重要角色。
帝斯曼在2016年K展上正式推出了這款可在某些領(lǐng)域媲美PEEK的新材料，F(xiàn)orTii全球業(yè)務(wù)經(jīng)理KonraadDullaert曾表示，“ForTiiAce材料的目標應(yīng)用領(lǐng)域包括動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、底盤和熱管理應(yīng)用等。同時，受益于ForTiiAce的各項優(yōu)異性能，許多采用壓鑄設(shè)計的工業(yè)應(yīng)用也可使用ForTiiAce作為金屬替代材料。”
ForTii？Ace是一種基于4T化學(xué)的聚鄰苯二甲酰胺(PPA)，具有一系列優(yōu)異的機械、熱學(xué)及化學(xué)性能，適用于高溫條件下對長期強度有要求的應(yīng)用領(lǐng)域。ForTiiAce的玻璃轉(zhuǎn)化溫度為160℃，顯著高于其他聚鄰苯二甲酰胺材料，包括現(xiàn)有的ForTii各等級產(chǎn)品，比PA66至少高出80℃。ForTiiAce甚至比PEEK更能耐受各種汽車油脂、化學(xué)物質(zhì)等。
目前市場上替代汽車金屬壓鑄件的熱塑性塑料，大多數(shù)在應(yīng)用于125℃以上的溫度時，機械性能會大幅度的下降。而ForTiiAce不會，憑借較高的玻璃轉(zhuǎn)化溫度以及結(jié)晶度,ForTiiAce的機械性能和耐熱老化性均優(yōu)于那些基于聚酰胺6T、9T和10T的聚鄰苯二甲酰胺競爭產(chǎn)品�？梢哉f，F(xiàn)orTiiAce是唯一一款芳香族化合物重量比超過50%的聚鄰苯二甲酰胺產(chǎn)品。
憑借其優(yōu)異的耐化學(xué)性和機械性能，F(xiàn)orTiiAce的某些規(guī)格產(chǎn)品在特定應(yīng)用中甚至可以作為PEEK的高性價比替代品。“我們這款材料的推出是希望能夠把現(xiàn)在還未實現(xiàn)以塑代鋼的部件，能夠向以塑代鋼推進。如，變速箱或變速箱中的部件，目前可能使用的是鋁或其他金屬，我們希望能夠逐漸用塑料去代替這些部件。另外，包括發(fā)動機還有發(fā)動機的支架，甚至現(xiàn)在有一些客戶也在詢問我們底盤的一些部件是否也可以逐步使用塑料去替代金屬。不過底盤可能對環(huán)境的要求和溫度、濕度的要求都比較高，還有高剛性、高強度要求�？蛻粢蔡岬搅似囯娮臃矫娴膽�(yīng)用，汽車電子的部件比較小，但設(shè)計越來越復(fù)雜，可能更需要一些小型化設(shè)計的汽車連接器，這些能夠通過降低密度、降低重量來實現(xiàn)更多的部件輕量化。”KonraadDullaert說道。
ForTiiAce家族包含由不同種類的填料及增強劑(包括高達50%的玻璃和碳纖維)構(gòu)成的不同等級產(chǎn)品，目前在開發(fā)的ForTiiAce均為注塑級產(chǎn)品。
索爾維：高性能聚合物助力高能效、減排、輕量化
2016“傳聲創(chuàng)新日——汽車新材料創(chuàng)新發(fā)布會”上，特種聚合物供應(yīng)商索爾維推出了其領(lǐng)先的熱管理系統(tǒng)解決方案，著重介紹了包括Amodel？PPA、Ryton？PPS等高性能聚合物，旨在助力汽車OEM及零部件生產(chǎn)商應(yīng)對汽車發(fā)動機在高溫高壓強腐蝕等嚴苛環(huán)境下的挑戰(zhàn)，推動發(fā)動機實現(xiàn)“高能效、減排、輕量化”的目標。
對Amodel？PPA、Rayton？PPS在140℃的LLC/水(50：50)中浸泡1000小時，在23℃下測試溫度，進行測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Amodel？PPA、Rayton？PPS的機械和尺寸穩(wěn)定性表現(xiàn)出色。特別是40%玻纖增強PPS部件的重量變化為0.4%，長、寬和厚度變化均小于0.1%。PPA的吸水性只有尼龍的一半，PPS只有0.1%。用DexcoolXLC:水(50：50)在120℃下浸泡測試條，在23℃下測試溫度，Amodel？PPA和Rayton？PPS的熔接線強度優(yōu)異，滿足了形狀復(fù)雜的熱管理系統(tǒng)對熔接線強度的要求。
目前，世界首款全塑汽車發(fā)動機的油泵、抽水泵、進出水口、節(jié)流閥體、燃油軌及凸輪軸鏈輪等7個主要引擎部件均采用了索爾維高性能聚合物。
TeknorApex：玻璃纖維尼龍化合物滿足發(fā)動機艙多重要求
新型Chemlon？化合物在未來發(fā)動機蓋上的典型應(yīng)用照片
TeknorApex公司生產(chǎn)的兩種新型玻璃纖維增強型聚酰胺化合物，在注塑汽車發(fā)動機艙零配件(如發(fā)動機蓋)中表現(xiàn)出卓越的阻燃性和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。
Chemlon？904-13GVNH和204-13GVNH是玻璃纖維尼龍化合物，鹵素含量低，在厚度僅有0.8毫米(約0.031英寸)的情況下通過了垂直燃燒測試，符合UL-94V-0標準。傳統(tǒng)的鹵代化合物只有通過添加高度阻燃物和增效劑才能達到這種程度的阻燃性，而這會導(dǎo)致注塑困難、表面光滑度差并且增加產(chǎn)品密度。而相比之下，新型Chemlon化合物可以制作出更光滑的表面，產(chǎn)品密度也比傳統(tǒng)產(chǎn)品小15%，并且可以快速注塑成具有長流道或薄壁的零件。
TeknorApex尼龍事業(yè)部汽車行業(yè)經(jīng)理JeffSchmidt表示，這種新型化合物在發(fā)動機艙中應(yīng)用時還有一個同樣優(yōu)越的特點，即熱穩(wěn)定性。“Chemlon904-13GVNH是一種極其耐高溫的材料，熱變形溫度高達245°C[473°F]，且在高溫下依然能達到高度的性能保留，”Schmidt先生說，“事實上，該化合物的實際持續(xù)使用溫度遠遠高于規(guī)格。”
奧升德：泛達H系列成為多種汽車應(yīng)用場合的理想選擇
憑借優(yōu)異的熱阻系數(shù)與耐水解性能，奧升德的尼龍66樹脂與工程塑料產(chǎn)品組合能夠幫助原始設(shè)備制造商實現(xiàn)產(chǎn)品輕量化。泛達？H系列屬于玻璃填充型耐熱品級，可以有效避免引擎蓋下積攢熱量帶來損壞，而且具有耐化學(xué)品腐蝕性，從而使其成為機油管理、活性碳罐、進氣歧管以及汽缸蓋等多種汽車應(yīng)用場合的理想選擇。今年的Chinaplas展會上，奧升德展示了面向汽車領(lǐng)域量身打造的多款尼龍66創(chuàng)新產(chǎn)品，其中包括：在汽車冷卻系統(tǒng)等苛刻應(yīng)用環(huán)境，泛達？HR系列能夠提供行業(yè)最佳的耐熱和耐水解老化性能;應(yīng)用于對燃油效率要求較高的渦輪增壓發(fā)動機中，奧升德的泛達？HT系列能夠有效防止機器在長期熱暴露后出現(xiàn)性能退化現(xiàn)象。
