Многие автомобильные пластмассы обладают многочисленными преимуществами перед традиционными материалами, в первую очередь характеризующимися легким весом, превосходной эстетической привлекательностью, разнообразием практического применения, хорошими физическими и химическими свойствами, простотой обработки и формования, энергоэффективностью и экологичностью.
Инженерные пластмассы
Инженерные пластмассы благодаря своим превосходным механическим свойствам также широко используются в автомобильной промышленности. В этой статье в основном представлены полиамид (PA), полиметилметакрилат (ПММА), полиоксиметилен (ПОМ), полиуретан (ПУ) и поликарбонат (ПК).
1. Полиамид (ПА)
PA, широко известный как нейлон, выпускается во многих промышленных вариантах, наиболее часто используемыми являются PA6, PA66 и PA610. Полиамид легко печатать и красить, он обладает превосходными электрическими свойствами; он устойчив к химическим веществам и масляной коррозии. Механическая общность полиамидов — это прочность; все они обладают высокой твердостью поверхности, хорошей прочностью на разрыв, хорошей ударопрочностью, усталостной прочностью, устойчивостью к складкам и устойчивостью к растрескиванию под напряжением. Прочность ПА на растяжение и сжатие меняется в зависимости от температуры и поглощения влаги, поэтому вода действует как пластификатор ПА. При добавлении стеклянных волокон его прочность на растяжение и сжатие может быть увеличена примерно в два раза, а также соответственно улучшается его термостойкость. Сам ПА обладает очень высокой износостойкостью, поэтому может работать непрерывно без смазки.
К недостаткам PA относятся плохая кислотостойкость, плохая светостойкость и плохая устойчивость к загрязнениям. Из-за эффектов теплового расширения и водопоглощения стабильность размеров деталей плохая, степень усадки составляет 1-2%, и следует отметить изменения размеров из-за поглощения влаги после формования. Скорость поглощения воды может достигать 100%, а при относительном насыщении влагой - до 8%. Подходящая толщина стенки составляет 2-3,5 мм.
Производительность литья под давлением: Благодаря наличию амидных групп ПА (полиамид) обладает сильным и стабильным водопоглощением. Поэтому перед литьем под давлением его следует тщательно высушить, обычно при температуре 120°C в течение 3-4 часов. PA имеет низкую вязкость и высокую скорость течения. Чтобы предотвратить утечку жидкости из насадки, следует использовать самоблокирующуюся насадку или насадку, предназначенную для нейлона. Кроме того, следует учитывать точность формы.
Диапазон применения: В автомобильной сфере ПА в основном используется для производства шлангов (тормозные шланги, топливопроводы), топливных фильтров, воздушных фильтров, масляных фильтров, корпусов водяных насосов, крыльчаток водяных насосов, вентиляторов, бачков тормозной жидкости, баков для жидкости гидроусилителя рулевого управления, жалюзи. , корпуса передних фар и ремни безопасности.
2. Полиметилметакрилат (ПММА).
ПММА, широко известный как акрил или оргстекло, устойчив к старению на открытом воздухе и имеет превосходную светопроницаемость. Даже после 240 часов ускоренного светового старения он все еще может пропускать 92% солнечного света, а после десяти лет эксплуатации на открытом воздухе коэффициент пропускания остается на уровне 89%, пропуская 78,5% ультрафиолетового света. Он обладает относительно высокой механической прочностью, некоторой степенью морозостойкости, коррозионной стойкостью, хорошими изоляционными свойствами, стабильностью размеров и легко поддается формованию. Однако он несколько хрупок, легко плавится в органических растворителях, а твердость его поверхности невысока, что делает его склонным к царапанию и распушиванию. Подходит для пластиковых изделий, требующих определенного уровня прочности прозрачных конструктивных элементов.
Производительность литья под давлением: ПММА имеет коэффициент поглощения влаги 0,3%, и перед литьем под давлением его необходимо высушить, обычно при температуре около 80°C в течение 2-4 часов. Во время литья под давлением температура расплава должна находиться в пределах 240–270°C, а температура формы должна поддерживаться на уровне 35–70°C.
Благодаря своим превосходным свойствам светопропускания ПММА широко используется в автомобильных осветительных знаках, дверных окнах автомобилей и крышках ламп.
3. Полиоксиметилен (ПОМ)
ПОМ, широко известный как ацеталь или полиацеталь и под торговым названием Делрин, характеризуется высокой прочностью на разрыв, ударной вязкостью, жесткостью и усталостной выносливостью. Он демонстрирует превосходное сопротивление ползучести, стабильность размеров, низкое водопоглощение и низкий коэффициент трения, что способствует его выдающейся износостойкости. Даже при высоких температурах и в воде он сохраняет значительную жесткость. Его химическая стойкость сравнима с полиамидом (ПА), но он дешевле. Полиоксиметилен устойчив к многократному скручиванию и обладает исключительной упругостью. Его можно использовать длительное время при температуре от -40 до 100 градусов Цельсия. Однако ПОМ имеет свои недостатки: он восприимчив к сильным кислотам, не термостоек, имеет плохую термическую стабильность. Имеет степень усадки 2-3,51ТП3Т, оптимальную толщину стенки 1,5-2,5мм.
ПОМ имеет четкую температуру плавления: плавится при 175°C и разлагается при 240°C. Общий диапазон температур обработки узок: от 190°C до 220°C. ПОМ не впитывает воду, поэтому обычно не требует предварительной сушки перед литьем под давлением. Однако для высококачественной продукции может оказаться полезной сушка при температуре 60°С в течение 1-2 часов. Температура не должна быть слишком высокой, чтобы предотвратить изменение цвета непигментированных продуктов. Его кислотостойкость плохая, что делает его непригодным для окрашивания кислотными красителями.
Приложения: ПОМ используется в автомобильной промышленности для изготовления аксессуаров для перчаточных ящиков на приборной панели, различных клапанов (например, дренажных клапанов, клапанов кондиционирования воздуха и т. д.), различных рабочих колес (крыльчатки водяных насосов, вентиляторов отопителей, колес масляных насосов и т. д.), небольших шестерен. в электрических выключателях и приборах, различных ручках и дверных штырях и т. д.
4. Поликарбонат (ПК)
ПК демонстрирует выдающуюся ударную вязкость и сопротивление ползучести. Он обладает хорошей термостойкостью и отличной морозостойкостью, температура хрупкости достигает -100°C. Его прочность на изгиб сравнима с прочностью нейлона, он обладает более высокой скоростью удлинения и модулем упругости, хотя его усталостная прочность меньше, чем у нейлона 66. ПК имеет низкую скорость водопоглощения, низкую усадку и хорошую стабильность размеров. Его износостойкость сравнима с нейлоном, он обладает определенным уровнем коррозионной стойкости, но требует высоких условий формования. ПК обладает хорошей атмосферостойкостью и может использоваться для длительного применения при более высоких температурах и высоких нагрузках, но его не следует использовать в условиях влажной жары из-за плохой устойчивости к растворителям, склонности к растрескиванию под напряжением и плохой усталостной прочности. Степень усадки составляет 0,5–0,7%, а подходящая толщина стенки — 2–3,5 мм. Добавление стекловолокна в ПК может улучшить его скорость усадки, механическую прочность и термостойкость. При температуре около 100°C его жесткость увеличится при длительном использовании, а отжиг может уменьшить внутреннее напряжение.
ПК имеет четкую температуру плавления: плавится при 220°C и разлагается при 350°C. Общая температура обработки составляет от 250°C до 320°C. ПК гигроскопичен, и даже небольшое количество влаги может привести к его разложению при высоких температурах, поэтому перед литьем под давлением его необходимо высушить. Температуру сушки можно установить на 120°C на 4-5 часов. Материал ПК имеет высокую вязкость расплава, что требует более высокого давления во время литья под давлением. Если позволяют условия, можно использовать регулятор температуры формы для повышения температуры формы во время обработки и снижения остаточного напряжения в изделии. Скорость усадки ПК не зависит от условий обработки и толщины стенок изделия. Его показатели продольной и поперечной усадки достаточно близки, что позволяет производить изделия высокой точности; его коэффициент усадки составляет 0,51ТР3Т.
Основное синтетическое соединение ПК-АБС представляет собой смесь ПК и АБС, обычно поставляемую после смешивания в виде гранул. Если два материала просто смешать и отлить непосредственно под давлением, результат будет плохим, будет наблюдаться расслоение. Преимуществом ПК является его жесткость и прочность, однако он склонен к растрескиванию под напряжением и имеет высокую вязкость. Преимуществом ABS является хорошая текучесть, но низкая поверхностная твердость. Комбинированный материал PC-ABS сохраняет преимущества обоих; он имеет более высокую поверхностную твердость, жесткость и вязкость, а также более высокую устойчивость к растрескиванию под напряжением. Его механические свойства занимают промежуточное положение между этими двумя материалами.
В автомобильной сфере ПК в основном используется при производстве крышек фонарей, защитных ограждений левой и правой колесных арок, корпусов приборной панели (ПК+АБС), крышек левой и правой рамы крыла, крышек центральной части рамы крыла (ПК+АБС) и подушки заднего бампера.
Приборная панель автомобиля
5. Полиуретан (ПУ)
ПУ, основанные на различных продуктах полимеризации, обычно делятся на жесткий полиуретан и гибкий полиуретан. Жесткий полиуретан обладает высокой прочностью, хорошей ударной вязкостью, отличной теплоизоляцией, эффективной гидроизоляцией, простыми процессами формования и высокой эффективностью производства. Гибкий полиуретан обладает превосходной эластичностью, звукопоглощением, устойчивостью к старению, химической стойкостью, а его комплексные механические свойства намного превосходят свойства таких материалов, как ПВХ. Полимеризация полиуретана удобна тем, что она может происходить не только при нормальной температуре и давлении, но и на месте с немедленным вспениванием или распылением, ремонтом и другими строительными методами.
Пенополиуретановые пластики широко используются в автомобильных интерьерах и вибропоглощающих компонентах, таких как материалы покрытия, листы жесткого полиуретанового пластика, полиуретановые эластомеры, мягкие вспененные материалы для сидений, декоративные детали, синтетическая кожа для диванов и аксессуары для крыши автомобиля. Наиболее распространенными сферами применения являются различные мягкие и жесткие пенополиуретановые материалы, обеспечивающие виброизоляцию, звукоизоляцию, шумоподавление и теплоизоляцию. Из ПУ также можно изготавливать автомобильные полиуретановые покрытия, клеи, герметики и т. д. К автомобильным компонентам из ПУ относятся приборные панели, зеркала заднего вида, бамперы, подушки сидений, подголовники, рулевые колеса, вибропоглощающие накладки на приборной панели, украшения на стойках, обшивка передних потолков, оконные рамы, потолок. и украшения боковых рам, дверные панели, солнцезащитные козырьки и украшения задней верхней рамы.
6. Специальные пластмассы: пластмассы, армированные стекловолокном.
Пластмассы, армированные стекловолокном, представляют собой материалы, в основу пластика которых включены стекловолокна и другие добавки, что расширяет диапазон применения материала. Вообще говоря, большинство материалов, армированных стекловолокном, используются в конструкционных деталях изделий и считаются конструкционными материалами, такими как ПП, АБС, ПА66, ПА6, ПК.