在實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的過(guò)程中，塑料成了一項(xiàng)重要的計(jì)劃。目前，無(wú)論是外裝飾件、內(nèi)裝飾件，塑料用量都在不斷地增加。

　　隨著工程塑料綜合性能的不斷提高，發(fā)動(dòng)機(jī)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(dāng)前塑料在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)周邊有哪些最新應(yīng)用呢？本刊匯總了帝斯曼、朗盛、索爾維、TeknorApex、贏創(chuàng)、金發(fā)、奧升德等公司的最新應(yīng)用案例，快來(lái)一睹為快吧！

　　帝斯曼：可媲美PEEK的新型PPA材料

　　在不影響汽車安全及舒適性能的條件下，縮小發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸、在有限的空間內(nèi)靈活設(shè)計(jì)是當(dāng)前車輛設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程中，F(xiàn)orTiiAce將扮演重要角色。

　　帝斯曼在2016年K展上正式推出了可在某些領(lǐng)域媲美PEEK的新材料ForTiiAce，F(xiàn)orTii全球業(yè)務(wù)經(jīng)理KonraadDullaert曾表示，“ForTiiAce材料的目標(biāo)應(yīng)用領(lǐng)域包括動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、底盤和熱管理應(yīng)用等。同時(shí)，受益于ForTiiAce的各項(xiàng)優(yōu)異性能，許多采用壓鑄設(shè)計(jì)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(jī)械、熱學(xué)及化學(xué)性能，適用于高溫條件下對(duì)長(zhǎng)期強(qiáng)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(jí)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(chǎng)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(shí)，機(jī)械性能會(huì)大幅度的下降。而ForTiiAce不會(huì)，憑借較高的玻璃轉(zhuǎn)化溫度以及結(jié)晶度，F(xiàn)orTiiAce的機(jī)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(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品。可以說(shuō)，F(xiàn)orTiiAce是唯一一款芳香族化合物重量比超過(guò)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(jī)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(jià)比替代品?！拔覀冞@款材料的推出是希望能夠把現(xiàn)在還未實(shí)現(xiàn)以塑代鋼的部件，向以塑代鋼推進(jìn)。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(dòng)機(jī)還有發(fā)動(dòng)機(jī)的支架，甚至現(xiàn)在有一些客戶也在詢問(wèn)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(guò)底盤可能對(duì)環(huán)境和溫度、濕度的要求都比較高，還有高剛性、高強(qiáng)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(jì)越來(lái)越復(fù)雜，可能更需要一些小型化設(shè)計(jì)的汽車連接器，這些能夠通過(guò)降低密度、降低重量來(lái)實(shí)現(xiàn)更多的部件輕量化?！盞onraadDullaert說(shuō)道。

　　據(jù)了解，F(xiàn)orTiiAce家族包含由不同種類的填料及增強(qiáng)劑(包括高達(dá)50%的玻璃和碳纖維)構(gòu)成的不同等級(jí)產(chǎn)品，目前在開發(fā)的ForTiiAce均為注塑級(jí)產(chǎn)品。

　　朗盛：高性能材料組合打造豐富的高端應(yīng)用

　　隨著塑料在汽車領(lǐng)域應(yīng)用的拓展，圍繞當(dāng)今汽車輕量化主題，為打造安全舒適的出行環(huán)境，朗盛也推出一系列應(yīng)用于汽車的高性能材料。

　　Tepex應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)罩、油箱蓋和中央煙道外罩：采用朗盛子公司Bond-LaminatesGmbH打造的Tepex品牌連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料，朗盛推出了一套創(chuàng)新型材料解決方案。這些新材料將使制造商有能力打造堅(jiān)不可摧的發(fā)動(dòng)機(jī)罩、油箱蓋和中央煙道外罩，這些部件已用于BentleyBentayga等多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模型。產(chǎn)品在高低不平而堅(jiān)硬的測(cè)試路面上進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果證明，部件承受住了極其嚴(yán)重的車底磨損和沙粒沖擊，幾乎沒有造成損壞。發(fā)動(dòng)機(jī)罩和油箱蓋由位于瑞士塞沃倫的ElringKlingerAbschirmtechnikAG公司采用LWRT材料ElroCoustic制成。中央煙道外罩由德國(guó)曼海姆的RöchlingSE&Co.KG公司采用自主研發(fā)的名為Seeberlite的LWRT材料制成。所有定制部件的鑲塊均由Tepexdynalite104-RG601制成，該材料包含聚丙烯基體，其中占體積47%的連續(xù)玻璃纖維粗紗以單層纖維的形式嵌入。

　　Tepexdynalite全塑料制動(dòng)踏板：內(nèi)置朗盛Tepexdynalite材料制成的鑲塊的全塑料制動(dòng)踏板曾榮獲塑料工程師協(xié)會(huì)(SPE)汽車獎(jiǎng)項(xiàng)。據(jù)報(bào)道，該制動(dòng)踏板的重量?jī)H為類似鋼結(jié)構(gòu)的一半。最為可觀的是，該產(chǎn)品可采用極具成本效益的一步工藝進(jìn)行大規(guī)模批量生產(chǎn)，并憑借其Tepex鑲塊的多軸纖維層結(jié)構(gòu)滿足較高的負(fù)荷要求，目前已成功應(yīng)用于保時(shí)捷PanameraNF和賓利ContinentalGT。

　　PA66應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)艙中空部件(例如進(jìn)氣管路)：目前吹塑成型技術(shù)已成為制造發(fā)動(dòng)機(jī)艙中空部件(例如進(jìn)氣管路)的一項(xiàng)低成本工藝，朗盛也在不斷拓展其用于引擎蓋下方中空部件的假塑性聚酰胺產(chǎn)品組合。針對(duì)渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的市場(chǎng)增長(zhǎng)趨勢(shì)，朗盛最新推出了聚酰胺PA66DurethanAKV320ZH2.0和聚酰胺PA6DurethanBKV320ZH2.0兩種材料。這些改性材料專為進(jìn)氣管路3D吹塑成型而定制，因?yàn)槟芙档推嚨挠秃呐cCO2排放，故其市場(chǎng)份額將會(huì)不斷擴(kuò)大。到目前為止，朗盛的吹塑成型產(chǎn)品包含由25%玻璃纖維增強(qiáng)的聚酰胺PA66、兩種非增強(qiáng)聚酰胺PA6改性材料以及兩種包含15%和25%玻璃纖維的聚酰胺PA6。新推出的兩種材料均包含20%的玻璃纖維成分，這兩種材料都是為大規(guī)模生產(chǎn)而設(shè)計(jì)，表現(xiàn)出較寬的加工范圍，可以確保穩(wěn)定的生產(chǎn)工藝。此外，這些材料還具有極好的表面質(zhì)量。

　　高度增強(qiáng)型聚酰胺66(PA66)材料制成的卡車空氣過(guò)濾器托架：對(duì)兩臺(tái)空氣過(guò)濾托架的測(cè)試證實(shí)，含高比例玻璃纖維的增強(qiáng)型聚酰胺也可以用于替代商用車輛上的金屬材料。空氣過(guò)濾器將于明年初開始安裝于梅賽德斯奔馳的Actros重卡，它們是第一款用作梅賽德斯奔馳卡車空氣過(guò)濾系統(tǒng)承重結(jié)構(gòu)件的塑料托架。據(jù)了解，這些結(jié)構(gòu)部件由朗盛出品的玻璃纖維——只占原重量一半的聚酰胺66(PA66)材料DurethanAKV50H2.0制成。與原先采用鋼材設(shè)計(jì)的部件相比，這款結(jié)構(gòu)材料能夠大幅削減生產(chǎn)成本，但仍能滿足對(duì)強(qiáng)度的高要求。此外，部件的重量共可減少2.9公斤，相當(dāng)于減輕了原重量一半以上。為測(cè)試聚酰胺托架的動(dòng)強(qiáng)度與功能性，朗盛在公司的顛簸路況測(cè)試車道上對(duì)多臺(tái)汽車的使用壽命進(jìn)行了測(cè)試。由于聚酰胺產(chǎn)品的高硬度與強(qiáng)度，兩臺(tái)結(jié)構(gòu)件均高分通過(guò)了測(cè)試。此外托架還承受住了高靜態(tài)負(fù)載，例如，當(dāng)卡車司機(jī)在進(jìn)行車輛維修時(shí)將其全部自重施加在空氣過(guò)濾器上(測(cè)試負(fù)載：100公斤)。

　　索爾維：高性能聚合物助力發(fā)動(dòng)機(jī)高能效、減排、輕量化

　　2016年底的“傳聲創(chuàng)新日——汽車新材料創(chuàng)新發(fā)布會(huì)”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(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在高溫高壓強(qiáng)腐蝕等嚴(yán)苛環(huán)境下的挑戰(zhàn)，推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)“高能效、減排、輕量化”的目標(biāo)。

　　對(duì)Amodel®PPA、Rayton®PPS在140℃的LLC/水(50：50)中浸泡1000小時(shí)，在23℃下測(cè)試溫度，進(jìn)行測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Amodel®PPA、Rayton®PPS的機(jī)械和尺寸穩(wěn)定性表現(xiàn)出色。特別是40%玻纖增強(qiáng)PPS部件的重量變化為0.4%，長(zhǎng)、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(cè)試條，在23℃下測(cè)試溫度，Amodel®PPA和Rayton®PPS的熔接線強(qiáng)度優(yōu)異，滿足了形狀復(fù)雜的熱管理系統(tǒng)對(duì)熔接線強(qiáng)度的要求。

　　目前，世界首款全塑汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的油泵、抽水泵、進(jìn)出水口、節(jié)流閥體、燃油軌及凸輪軸鏈輪等7個(gè)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(dòng)機(jī)艙多重要求

　　TeknorApex公司生產(chǎn)的兩種新型玻璃纖維增強(qiáng)型聚酰胺化合物，在注塑汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙零配件(如發(fā)動(dòng)機(jī)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(guò)了垂直燃燒測(cè)試，符合UL-94V-0標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的鹵代化合物只有通過(guò)添加高度阻燃物和增效劑才能達(dá)到這種程度的阻燃性，但這會(huì)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(zhǎng)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(dòng)機(jī)艙中應(yīng)用時(shí)還有一個(gè)同樣優(yōu)越的特點(diǎn)，即熱穩(wěn)定性?！癈hemlon904-13GVNH是一種極其耐高溫的材料，熱變形溫度高達(dá)245℃[473˚F]，且在高溫下依然能達(dá)到高度的性能保留，”Schmidt先生說(shuō)，“事實(shí)上，該化合物的實(shí)際持續(xù)使用溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于規(guī)格?！?

　　贏創(chuàng)：聚酰胺為替換傳統(tǒng)汽車管路系統(tǒng)提供解決方案

　　憑借VESTAMID®聚酰胺(PA12，PA612)突出的力學(xué)性能、耐化學(xué)性以及耐候性，贏創(chuàng)開發(fā)了VESTAMID®聚酰胺在熱塑型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水管和汽車多層燃油管路的應(yīng)用。

　　利用特別熱穩(wěn)定改性的聚酰胺材料和耐水解改性的聚丙烯材料的組合，贏創(chuàng)打造了創(chuàng)新熱塑型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水管的材料方案——MLT8000系列冷卻劑管路系統(tǒng)。該系列冷卻管路系統(tǒng)有三層結(jié)構(gòu)：內(nèi)層為聚丙烯材料，中間是粘接層，最外層由高級(jí)特種尼龍材料VESTAMID制成，其直徑可達(dá)30mm，壁厚1-1.5mm。與傳統(tǒng)的金屬管或橡膠軟管相比，由塑料制成的冷卻管系統(tǒng)具有更多優(yōu)勢(shì)——更輕、更薄且強(qiáng)度更高，并且更容易熱塑成型。與金屬管路相比，其更具抗腐蝕性，且可以方便快捷地用快速接頭連接。與橡膠軟管相比，由尼龍制成的管路外層還提供了更好的抗低溫沖擊、抗石塊撞擊及耐化學(xué)性能。此外，該管路系統(tǒng)可承受的外界溫度荷載超過(guò)150℃，并具有良好的抗熱老化性能以及良好的爆裂強(qiáng)度，即使在高達(dá)135℃的溫度環(huán)境下，聚烯烴內(nèi)層仍可抵抗用作冷卻劑的乙二醇混合水溶液的侵蝕。故該系統(tǒng)為替換傳統(tǒng)橡膠管路提供了理想的解決方案。

　　此外，作為多層燃油管路的開發(fā)者，贏創(chuàng)通過(guò)VESTAMID®PA12和各種阻隔材料的搭配，達(dá)到阻隔性能、成本、物理性能及耐化學(xué)性的優(yōu)化，從而滿足整車廠的要求。如，使用氟樹脂則可對(duì)含甲醇的燃料實(shí)現(xiàn)很低的滲透數(shù)值，而以EVOH(乙烯-乙烯醇共聚物)為阻隔層則可實(shí)現(xiàn)高性價(jià)比。同時(shí)，由于此系列產(chǎn)品具備以下優(yōu)勢(shì)：低碳?xì)浠衔餄B透；耐油、耐化學(xué)性比金屬管更佳；具有比單層聚酰胺管更好的尺寸穩(wěn)定性；可實(shí)現(xiàn)靜電疏散性能；如配合使用快插接頭，能夠改善連接可靠性、改進(jìn)裝配效率，而被廣泛用于除燃油管之外的真空助力管、液壓離合管、冷卻管和清洗管等汽車管路中。

　　金發(fā)：長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP材料應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)底護(hù)板和蓄電池托架

　　金發(fā)長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP材料憑借其優(yōu)異的機(jī)械性能被廣泛用于汽車結(jié)構(gòu)件等。金發(fā)PP-LGF30規(guī)格長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料于2009年應(yīng)用于神龍發(fā)動(dòng)機(jī)底護(hù)板，產(chǎn)品可以防止由于凹凸不平或路面雜物對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成損壞。金發(fā)PP-LGF30材料具有優(yōu)異的強(qiáng)度、剛度和抗沖擊性能，完全滿足零件飛石沖擊實(shí)驗(yàn)要求。相對(duì)于鈑金件/SMC可以減重30-50%，起到良好的輕量化效果，神龍?bào)w系多款開發(fā)車型采用該款材料。相對(duì)于LFT-D方案，注塑成型的發(fā)動(dòng)機(jī)底護(hù)板具有零件尺寸控制精度高、設(shè)備投入低、生產(chǎn)效率高等優(yōu)勢(shì)，奔馳新車型底護(hù)板已采用金發(fā)PP-LGF30材料開發(fā)。

　　蓄電池托架長(zhǎng)期承載電池載荷，在汽車行駛過(guò)程中由于發(fā)動(dòng)機(jī)震動(dòng)、路面起伏，該零件要求材料具備良好的剛度、強(qiáng)度、耐疲勞和耐蠕變性能。蓄電池托架由于位于發(fā)動(dòng)機(jī)周邊，對(duì)材料的耐熱氧老化性能要求也很高。目前材料規(guī)格主要有PP-LGF30/40/50長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料，金發(fā)長(zhǎng)玻纖材料于2012年已應(yīng)用于沃爾沃蓄電池托架，之后在通用、吉利多款量產(chǎn)車型獲得應(yīng)用，目前上汽、奇瑞和長(zhǎng)城等OEM多個(gè)車型用到這款產(chǎn)品，可以防止由于凹凸不平或路面雜物對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成損壞。

　　奧升德：泛達(dá)®H系列成為多種汽車應(yīng)用場(chǎng)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(shí)現(xiàn)產(chǎn)品輕量化。泛達(dá)®H系列屬于玻璃填充型耐熱品級(jí)，可以有效避免引擎蓋下積攢熱量帶來(lái)?yè)p壞，而且具有耐化學(xué)品腐蝕性，從而使其成為機(jī)油管理、活性碳罐、進(jìn)氣歧管以及汽缸蓋等多種汽車應(yīng)用場(chǎng)合的理想選擇。今年的Chinaplas展會(huì)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?yán)鋮s系統(tǒng)等苛刻應(yīng)用環(huán)境，泛達(dá)®H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(duì)燃油效率要求較高的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中，奧升德的泛達(dá)®H系列能夠有效防止機(jī)器在長(zhǎng)期熱暴露后出現(xiàn)性能退化現(xiàn)象。

　　除此之外，還有不少的工程塑料廠家都已經(jīng)開發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的應(yīng)用，比如中廣核俊爾、鑫達(dá)、聚賽龍等廠家。除了最為常見的各種PA和玻纖增強(qiáng)PP材料，諸如PC、PPO、PBT等工程塑料也并不少見?？梢灶A(yù)見的是，隨著汽車輕量化和發(fā)動(dòng)機(jī)小型化趨勢(shì)的推進(jìn)，會(huì)有越來(lái)越多的工程塑料和特種工程塑料代替金屬應(yīng)用在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及周邊。