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摘要：随着人们生活水平与物质水平的不断提高；汽车已经进入千家万户；成了人们出行必不可少的助手。汽车保有量的加大也使得能源的消耗与有害气体的排放逐渐加速。而社会需要可持续的发展；这就要求必须施行节能减排的目标。对汽车工业而言,实现汽车的轻量化是实现节能减排的最有效的途径。轻量化不但可以实现汽车的节能减排目标，在一定的程度上还可以提升汽车的操控性与动力性，高分子材料的应用为实现这种目标做出了巨大的贡献。高分子材料拥有材质轻、韧性高、绝缘性高、易于成型等特点，这些材料也越来越受到各大汽车制造商的青睐。高分子材料替代了昂贵的金属材料，降低了汽车的重量，同时也减少了汽车能源的消耗及有害气体的排放，同时还降低了对零部件的加工与维修等方面的费用。
关键词：汽车；轻量化；高分子材料；应用现状
1、汽车用高分子材料主要特点
1.1重量轻
高分子汽车材料最突出的优点之一就是具有轻质高强度的特性。由于各种塑料的
平均比重只有一般普通钢材的15-20%也比一般木材轻。这一特点对高档大型轿车尤其有突出的优点，可以减去大量的自重，更加合理的分配其动力。在驾驶方面汽车轻量化后加速性提高，车辆控制稳定性、噪音、振动方面也均有改善。从碰撞安全性考虑，碰撞时惯性小，制动距离减小。此外车辆每减重100公斤二氧化碳排放可减少约5克/公里。
1.2良好的加工性能
高分子汽车材料具有非常好的加工性能。由于高分子汽车材料的可塑性和与其它
材料之间良好的兼容结合性能，可以利用不同的材料组分，借助于各种现代化的成型
加工机械，通过挤出、注塑、压延、模塑、吹塑等方法加工成具有各种不同形状、不
同性能、不同颜色的、不同功能的高分子汽车材料。如直接挤成管材、型材、板材注射成有各种造型的制品、压延加工成薄膜等，还可根据需要制成各种颜色、有夹层、
中空、放嵌件等各种产品，还可根据要求进行二次加工，如机械制品样的车削、冲切、
裁剪、焊接、也可热熔、冷锯、复合等。
1.3优良的综合性能
高分子汽车材料的另一个优点是具有多种功能，可而被用于特殊的场所。大多数
高分子材料除了具有可塑性外，还有众多优秀的理化性能。塑料具有良好的绝缘性能、
卓越的防腐蚀性能、耐老化性能、良好的耐磨和耐洗刷性能、良好的防水性能和力学
性能、良好的粘结结合性能，被加工成各种被加工成各种要求多种性能和功能的汽车
内外饰件。
1.4优秀的装饰效果
高分子汽车材料最突出的优点是装饰效果优秀。它可以被一次加工成具有复杂造
型和多种色彩的制品，有时还需印刷、贴膜、轧花、复层、着色，加工成具有非常逼
真的形象、花纹和图案，可以仿制天然木材、金属、动物皮的纹理，还可以表面烫金、
贴膜、镀银、镶嵌等。
1.5节能和环保
高分子汽车材料还有一个优点是能节约能源和促进环保。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于能替代大量的天然
材料，就可以相应节约大量的资源，起保护森林和石材资源的作用，不破坏更多的生
态环境，具有节能的社会价值和环保意义。同时，相应实验得出，汽车轻量化1%油耗降低0.7%这一点进一步体现了高分子汽车材料的经济性和相应的环境利益。由于塑料加工成型的方便性，制造高分子汽车需要的能源远远小于加工同等功能的天然材料，比如钢铁、动物皮等，可节约大量人工和能源。大多数汽车材料用的塑料是热塑性塑料，其废旧料能方便地回收，直接再制造，使高分子汽车材料走上可持续加工的清洁生产道路有着极其积极的环保意义。
高分子汽车材料的特性还有很多，其中也有一些不如传统材料的地方，主要缺点
表现在它的刚性、耐热性和可燃烧性、耐老化性能、表面耐刻划性和抗冻性等。
2、高分子材料在汽车轻量化的应用状况
2.1高分子材料在汽车功能结构件上的应用
汽车功能结构件包括燃油箱、油门离合器踏脚板、发动机部件、暖风机等。汽车功能结构件用材料要具有耐高温、耐油、耐腐蚀、耐老化、易成型加工、占地小、阻燃、质轻、成本低等优点。燃油箱是汽车中重要的安全部件之一，具有单层或多层结构，传统的钢制油箱成型困难，且工艺复杂，成本高，而高分子材料克服了多方面问题。一般高密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯会在汽车燃油箱的的材料上大量使用。但使用这种材料的油箱会出现漏油问题，因此出现了隔油性好的改性PE和优化的生产工艺。十几年前欧洲就已经开始使用HDPE燃油箱。近年来，我国也已开发出了树脂汽油燃油箱，供轿车使用。
2.2高分子材料在汽车内饰件上的应用
汽车内饰件包括仪表板、车门内板、方向盘、座椅、顶篷、地垫、遮阳板等。内饰件用材料不但要具有减振、隔热、吸音和遮音等功能，还要具有耐热、高抗冲性、 高强度及刚性、较高表面硬度、耐化学品腐蚀、耐刮擦、环保等优势。最初轿车内饰件多用金属、木材和纤维纺织品等材料，外观、质感不理想，且不环保。于是，具有多方面优势的高分子材料进入了汽车行业。目前，汽车内饰件所用的高分子材料量已经占到了整部车塑料用量的50%以上。以前，用于汽车内饰件的高分子材料主要有PVC、ABS、PU等。如今，聚丙烯作为汽车内饰件的主原料发挥了巨大的优势。其韧性好、强度大、弹性好、隔热强、耐腐蚀、原料来源广泛、可回收利用、低成本等，越来越多地应用于汽车内饰件，尤其在最大的内饰件—仪表板上。PP仪表板是近年来开发的新型汽车仪表板，不但韧性、强度、外观等综合性能良好，而且使汽车成本降低，故其在汽车仪表板上的用量很大。欧洲是全球汽车产量较高的地区之一，他们生产的仪表板接近一半的材料是使用的PP, 并且将会成为主流趋势，继续增长下去。
2.3高分子材料在汽车外饰件上的应用
汽车外饰件包括保险杠、雨刮、车灯、车玻璃、门把手、门锁等。在高分子材料兴起之前，汽车外饰件均由金属合金制成，与塑料相比，其笨重、外观粗陋、价格昂贵、不环保且易腐蚀而失去使用价值。如今，塑料行业发展壮大，其中使用塑料较多的轿车外饰件就是保险杠。保险杠是当车辆受到冲撞的时候，缓和外界冲击力，产生缓冲的装置，起到保护人与车的作用。所以要求保险杠不仅要外观与车型和谐统一， 还要起到很好的安全保护作用。目前世界范围内约有92％的保险杠是用高分子材料制成的。常用材料有SMC、GMT和改性PP等。保险杠大多由面板、缓冲材料和横梁三部分组成。其中改性PP成为合成面板的主力军，如桑塔纳轿车的保险杠面板就是采用的共聚丙烯加热塑性弹性体。相比于其它材料，由于这种共聚丙烯弹性体刚性大、抗冲击性好、耐损伤性优，制成的保险杠在受到外力的冲撞时，可以起到很好的缓冲作用，尽可能的将对车的伤害和人的伤害降到最低。
结语：汽车轻量化是实现汽车节能减排的最有效途径。追求质量轻、高性能、易生产、安全环保和低成本的高分子材料是未来汽车工业发展的主导方向。高分子材料的应用或将逐渐大于金属材料在汽车上的应用比例。开发新型的具有低成本、高性能、安全环保的复合材料，具有巨大的潜在需求和良好的发展前景。
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论文作者:王星
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第04期
论文发表时间:2019/6/21
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