為平衡生產(chǎn)成本和市場對乘坐舒適度不斷提高的要求，越來越多車商用塑料來替代一些鋼鐵制的零部件。
隨著人們生活水平的不斷提高，對轎車也提出了更高的要求，諸如要求有寬敞的車內(nèi)空間、舒適的座椅、低的噪音、視覺美觀及寬闊的視野等。而制造商們則用人體工程學(xué)設(shè)計和實用性來刺激顧客的購買欲，此外高速、安全、低耗、環(huán)保，最後歸結(jié)到低廉的價格，要達到如此高的要求，用塑料來替代一些鋼鐵制的零部件是最明智的選擇。
塑料歧管的生產(chǎn)方法和材料
汽車動力系統(tǒng)用進氣歧管，歷來是用金屬制造的。由於歧管的形狀復(fù)雜，以前是用鋁含金鑄造的，但內(nèi)壁粗糙，使用時對空氣的阻力很大，噪聲大，致使燃燒不充分，廢氣排放多。在上個世紀(jì)80年代開始，歐洲開始用失芯制造法（Core Melt），如此制成的歧管不僅成本高，而且有一定廢品率，因為歧管的材料PA66（或PA6）經(jīng)玻纖增強後，其加工溫度在250至260℃，雖然在模內(nèi)與型芯的接觸時間僅幾分鐘，但部分型芯也不可避免地被熔解，使歧管的內(nèi)壁尺寸難以被控制。近年來由於振動焊接技術(shù)的發(fā)展，對於大尺寸的玻纖增強PA66的焊接技術(shù)日趨成熟，為此歧管可用注塑成型為二片歧管零件，經(jīng)振動焊接而成為一體。目前世界上多數(shù)汽車制造商使用此法生產(chǎn)歧管，使金屬制歧管塑料化（見表1）。
由於發(fā)動機周邊的零件要求在工作時要承受220℃的高溫下仍有高模量、高強度，在-40℃下仍有良好的機械性能和無碎裂的韌性，對於玻纖增強尼龍來說已不是最優(yōu)秀的材料。目前國外已有用PPA樹脂（聚鄰苯二酉先胺）用模塑成型來制造汽車歧管，并已應(yīng)用到克爾維特、卡麥羅、火鳥車型的LS1和LS6發(fā)動機用進氣歧管。此種類型的進氣歧管通常設(shè)計成三個部份，通過螺栓一起固定到發(fā)動機上。在高溫高濕狀態(tài)下，PPA的抗拉強度比尼龍6增加20%，也比尼龍66更高。此外PPA材料的撓曲（彎曲）模量比尼龍高20%，硬度更大，更能抗長時間內(nèi)的拉伸蠕變；PPA的耐汽油、耐油脂和冷卻劑的能力也比PA強。最重要的是減輕重量，用鑄鋁制造的進氣歧管，重量達26磅，而用PPA樹脂分三片模塑而成的同類型進氣歧管僅重11磅，能多產(chǎn)生25%的氣流。何況鑄鋁制品還會加熱吸入的空氣而降低功率，由於塑料是熱的不良導(dǎo)體，故有隔熱作用。
離合器執(zhí)行系統(tǒng)的新材料
離合器執(zhí)行系統(tǒng)的使用環(huán)境非常惡劣，長時間的經(jīng)受高溫，而且又暴露在壓力油和潤滑劑中。以往主動缸和從動缸組件都必須使用金屬，近年來，美國一汽車產(chǎn)品公司向各大洲的車商提供用塑料制的離合器執(zhí)行系統(tǒng)，該商品的商標(biāo)為CSC，是用LFRT，即用50%的長纖維增強的黑色尼龍，該材料的硬度大、重量輕、比模量超過鋁合金。它的纖維分布均勻，是隨機分布的，尺寸穩(wěn)定性好、收縮率低、約為0.2%。由於纖維完全浸潤在尼龍樹脂中，而且端頭較少，完全能保證有出色的光亮表面。50%的長纖維，使熱膨脹系統(tǒng)幾乎與金屬相同，該公司認(rèn)為，如果仔細(xì)地將注塑件的尼龍成份燒掉，留下的骨架部分（纖維）幾乎仍保留制品的形狀。這表明產(chǎn)品中的纖維的分布是各向同性，所以收縮一致，抑制了翹曲。CSC的表面光潔度較鑄鋁件好，有助於延長從動缸的密封壽命。該產(chǎn)品的型號是PA66.GF50-02，完全符合所有的長期爆炸測試要求，室溫下的抗拉強度幾乎達到50,000lb/ft2，疲勞強度高，抗蠕變能力強，在149℃下，抗拉強度仍有20,000lb/ft2，50%長玻纖增強的PA，其密度為1.5g/cm3，所以也減輕了重量。通過注塑成型生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件與鑄鋁相比，節(jié)約了成本。
樹脂基復(fù)合材料
半個世紀(jì)以來，樹脂基復(fù)合材料作為新材料領(lǐng)域中的後起之秀得到了很大的發(fā)展，為世人矚目，目前在汽車領(lǐng)域里各國在研究使用的樹脂基復(fù)合材料有以下幾種：
SMC/Sheet moulding composite，稱為片狀模塑料。是由長玻纖增強不飽和聚酯制成的片材，然後經(jīng)過熱成型加工可以做成各種車用零件，另外也可用此類浸有樹脂的玻纖織物用手工法糊成許多種零件部件，經(jīng)固化後即可使用。BMC/Bulk.moulding composite，稱為固狀模塑料。用此類樹脂通過熱固性注塑機可制成各類零部件。
用碳纖維、玻纖、超高摩爾PE纖維等與樹脂復(fù)合（熱固、熱塑）（增強浸漬）而成樹脂基復(fù)合材料，可制成許多零部件。(見表2)
英國的瑞利安公司、法國的Renault公司先後采用SMC制造車身及附件。美國GM公司在Camaro車和Fiebird車上使用了SMC車頂、後門和側(cè)門。Ford公司在Mustang車上應(yīng)用了SMC發(fā)動機罩，并將在Lincoln continental車上應(yīng)用了SMC蓋板、發(fā)動機罩和前防護板。這些例子僅僅作為推廣應(yīng)用的前奏。
安全氣囊
對氣囊材料的要求是：在夏日的高溫（80℃）和嚴(yán)冬（-40℃）狀態(tài)下能正常觸發(fā)，釋放氣囊，敏感度要高，任何撞擊狀態(tài)下都能發(fā)揮正常的功能，所以此材料不僅要承受高低溫的考驗，同時要有很高的耐沖擊，高的撕裂強度，伸長率要小。近來國外報導(dǎo)用Akulon（PA6，PA66）以及Amitel（TPE-E）來制造安全氣囊是最佳的材料，這兩種材料是DSM公司最近推出的。它們不僅有良好的成型流動性和良好的加工性，這些性能均比普通尼龍?zhí)岣?0%，使產(chǎn)品壁厚可以減薄，此外TPE-E也比其它的熱塑性彈性體注射性能更為穩(wěn)定，廢品率更低，還適用於發(fā)動機區(qū)域（UTB）的熱空氣管線，保護罩、波紋管以及氣囊等。
抗菌塑料、纖維紡織品在內(nèi)飾件中的應(yīng)用
目前轎車中的紡織品材料品種繁多，且用量大。以轎車為例，表面裝飾材料一般為25平方米/輛，質(zhì)量為9至15公斤/輛。2003年國產(chǎn)轎車為200萬輛，耗用紡織品在2萬噸以上。（轎車內(nèi)裝飾物品種見表3）。對於此類高分子材料制造的內(nèi)飾件面料的要求是阻燃、防紫外線、透氣性好等，由於轎車工業(yè)的日益發(fā)展，人們不僅要求轎車要有寬敞的車內(nèi)空間、視野開闊和乘座舒適，還要求車內(nèi)空氣質(zhì)量新鮮，目前人們又提出如何防止轎車內(nèi)的空氣污染及有高質(zhì)量的空氣。車內(nèi)空氣質(zhì)量差的原因之一是大部分車內(nèi)飾件都是由高分子纖維織成，如PP纖維、PP發(fā)泡材料、PU發(fā)泡材料，PVC發(fā)泡材料、PET纖維等。僅有少量天然纖維和皮革制品。
目前中國對塑料制品的抗菌已經(jīng)有了一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正式公布，今後轎車內(nèi)的塑料零部件都應(yīng)按此標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范，以減少塑料件表面滋生細(xì)菌?？咕鷺?biāo)準(zhǔn)是：抗細(xì)菌率符合Ⅰ≥99%的抗菌塑料可以作為強抗菌作用；抗細(xì)菌符合Ⅱ≥90%的抗菌塑料可以作為有抗菌作用。
此外對於品種繁多的有機高分子織物，今後的方向應(yīng)該是納米化。因為一些材料納米化後，可以有抗菌、無臭、殺菌作用。此類產(chǎn)品已有出售，從這幾方面著手，對提高車內(nèi)空氣質(zhì)量大有裨益。
保險杠
保險杠是轎車的主要塑料件之一，以上海桑塔納轎車為例，前保險杠重4kg，後保險杠重4.4kg（時代超人超過此值）。保險杠也由面板和骨架材料組成。桑塔納轎車的面板材料由共聚丙烯加熱塑性彈性體，再加入其他助劑經(jīng)注射成型而成。根據(jù)不同車型要求，某些車型的保險杠需要噴漆，如捷達王、新捷達、別克等車的保險杠進行表面噴漆。而桑塔納和奧迪100等就直接采用注射成型的保險杠。目前國產(chǎn)車的保險杠大多是灰黑色的。隨著時代的前進，人們已不滿足於黑色的保險杠，而要求保險杠與車身同一色澤。保險杠表面經(jīng)噴漆後，色澤漂亮，但成本增加近1倍。而經(jīng)噴漆後的保險杠回收利用後的耐寒性、伸長率大幅度下降，不能再用於保險杠。所以開發(fā)可涂性PP制造保險杠是很迫切的研究課題。
目前在世界范圍內(nèi)約有92%的保險杠是用高分子材料制成的(表3)。因為用塑料制造保險杠可以根據(jù)美學(xué)和實用兩方面來塑造時尚美觀且不失功能化的造型。而且從強度上考慮，金屬在受到輕的碰撞後，會在金屬面上留下痕跡，而用塑料制造的保險杠對類似的危害有更好的防御性?，F(xiàn)在的塑料保險杠是由三層組成：面板材料是用PP、PE/ABS、PC/PBT；骨架材料可以是木材、金屬；中間是以PP發(fā)泡材料或PU發(fā)泡材料。就目前的發(fā)展來看，此類材料不利於回收利用和不符合環(huán)境友好原則。近年來國外有人提出用TPE來制造汽車保險杠面板，而用玻纖增強PP制造骨架，再用發(fā)泡PP制作中間的緩沖層，都是同一族的材料，有利於回收循環(huán)使用。在回收循環(huán)使用前，只要清潔和乾燥處理，就可以按一定比例重新制造保險杠。
目前，國外中高檔次轎車的保險杠已采用PC/PBT合金制作，此材料機械性能高，沖擊強度尤其遠(yuǎn)超PP制的保險杠。如GE公司的PC/PBT合金屬於Xenoy系列，其中最新的Xenoy-XT適合制作汽車保險杠。它不僅能承受碰撞，而且車體與保險杠經(jīng)組成，再涂裝（以使保險杠與車體保持同一色澤）時，能耐155℃/30min的烘烤乾燥，世界上幾家大公司如Bayer公司、BASF公司都有此品種，巴斯夫的PBT/PC合金，商品牌號是Ultrablend，它不僅具有PBT的耐化學(xué)藥品性、耐油性及流動性，又具有PC的低溫韌性，耐熱性及高機械性能，（尤其突出的是高抗沖擊性），已經(jīng)大量用於保險杠。此外還有熱塑性彈性體TPE，它在常溫下具有橡膠特性，在高溫下能塑化成型，用通用的塑料機械可以加工成各種零件。TPE系列有純凈型（即小分子單體通過一定聚合而成）如SBS、TPU等和摻混型如TPO、TPVC等。據(jù)統(tǒng)計，1991年世界消耗TPE為18萬噸（用於汽車工業(yè)），而到1995年上升到28.5萬噸，可見增長速度之快。用塑料類制造保險杠已占世界保險杠用料的90%以上，而金屬保險杠僅占8.2%?？梢娛澜绫ｋU杠市場將由塑料所替代，這是必然的趨勢。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，使用塑料可將保險杠梁、保險杠飾板、格柵架、標(biāo)牌、車前燈及轉(zhuǎn)向燈的反射鏡和透鏡結(jié)合成為一體的前端架組件。降低裝配成本，并有可能進一步將前端架組合件和散熱器組件一體化。這種構(gòu)件目前稱作模塊。
汽車窗玻璃的塑料化
若用PC做風(fēng)檔玻璃，則在發(fā)生車禍時，能減少碎片對司機和乘客的傷害。在日本，耐候級PC板用作賽車車窗已獲運輸省批準(zhǔn)?，F(xiàn)已正式使用PC車窗的廠家有：本田、馬自達等。PC窗存在問題是PC的收縮率大於玻璃，且表面硬度低，受風(fēng)沙吹後易粗糙等。另一個材料是PVB樹脂（聚乙烯醇縮丁醛）。此樹脂透明、粘接性能十分優(yōu)良，可作為二塊無機玻璃之間的粘接層。當(dāng)受到外力沖擊時，由於優(yōu)良的粘接力，碎玻璃仍被PVB膜粘接在一起。目前PVB已用於航空機上。但由於價格和PVB片材的加工工藝問題，作為汽車窗玻璃、還未普及。
汽車零部件生產(chǎn)的模塊化
為了降低整車的生產(chǎn)成本，使汽車在市場有強大的競爭能力，國外一些汽車制造商們正在試驗汽車零部件生產(chǎn)模塊化。所謂模塊化生產(chǎn)，即是以一個零件（或部件）為中心將周邊的零件組合在一起經(jīng)一次成型加工而成，這樣可以減少許多制造工藝和模具數(shù)量，如BMW（寶馬）系列的汽車變速箱組件是用Bayer公司生產(chǎn)的35%玻纖增強PA66制成，它集成了許多零部件於一體，不僅節(jié)約了發(fā)動機體內(nèi)的寶貴空間，也減少了成型工藝；BASF公司正致力於一種新的構(gòu)思，將汽車儲油箱、永久性濾器和油泵集成於汽車底部一個用35%玻纖增強PA66制成的模塊內(nèi)；美國伊利諾州的Tec Air公司用高流動尼龍制造出重5磅、22英寸長的汽車發(fā)動機冷卻扇組件，它將風(fēng)機輪子和其它進氣組件組合在一起，這種產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用到GM公司的某種車型上；也有人考慮將汽車散熱器罩和前保險杠組合成模塊進行生產(chǎn)。這種嘗試是不是汽車零件塑料化的一種發(fā)展有待實踐來證明。
（轉(zhuǎn)載）
