以塑代鋼：工程塑料在汽車(chē)主要部件中的應(yīng)用

說(shuō)到輕質(zhì)材料，拋開(kāi)其他外在因素不談，塑料一定當(dāng)之無(wú)愧地榜上有名。美國(guó)時(shí)代雜志曾評(píng)論“塑料是21世紀(jì)最偉大的一項(xiàng)發(fā)明”。塑料的出現(xiàn)，使得人類(lèi)的生活變得史無(wú)前例的輕便起來(lái)，不過(guò)日常使用的塑料畢竟太low，總上不了檔次。于是，智慧的人們發(fā)明了可以應(yīng)用到汽車(chē)乃至航空航天的工程塑料——既有高分子材料的輕便、絕緣特性，又融合了金屬等材料良好的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性等，具有優(yōu)良的綜合性能，可以替代金屬作為工程結(jié)構(gòu)材料，即“以塑代鋼”。

“車(chē)身重量減少100kg，車(chē)輛每行駛100km就可節(jié)約大約0.4升燃料，且二氧化碳排放也得以降低。對(duì)部分汽車(chē)部件或車(chē)身覆蓋件而言，采用工程塑料代替鋼質(zhì)材料，不僅可以減重高達(dá)50%，而且還有助于改善設(shè)計(jì)自由度。” 2015國(guó)際橡塑展上，巴斯夫亞太區(qū)特性材料部、全球高級(jí)副總裁鮑磊偉先生在接受記者采訪時(shí)這樣表示。

顧名思義，工程塑料（engineering-plastics）是指在工程中可做結(jié)構(gòu)材料，或是可用做工業(yè)零件或外殼材料的工業(yè)用塑料。這類(lèi)材料一般相對(duì)密度小、比強(qiáng)度高、具備耐高溫、耐腐蝕、耐磨性等良好的性能，以塑料制造汽車(chē)部件具有重量輕、防銹、可降低摩擦、減少事故造成的破壞、可大批量制造制品、模具成本低、設(shè)計(jì)靈活性更大等諸多優(yōu)點(diǎn)。在輕量化的口號(hào)日益火熱的當(dāng)下，工程塑料備受各大車(chē)企推崇。目前，工程塑料用量的多少，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家汽車(chē)工業(yè)發(fā)展水平高低的重要指標(biāo)。

工程塑料分五大通用工程塑料：聚酰胺/尼龍（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚苯醚（PPO）、聚酯（PET）以及特種工程塑料兩類(lèi)。工業(yè)中用的一般為通用工程塑料。聚砜、聚苯硫醚、聚醚醚酮等特種工程塑料綜合性能更高，但由于價(jià)格昂貴、制造條件不易等因素在普通工業(yè)中并不常見(jiàn)，往往多用于電子電氣、特種工業(yè)等高科技領(lǐng)域、或仍實(shí)驗(yàn)室研究階段。（用于制備防彈衣的凱夫拉纖維的原料聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺（PPTA）即是一種特種工程塑料。）

以汽車(chē)中幾種主要部件的特性要求為例來(lái)具體說(shuō)明塑料在汽車(chē)中的應(yīng)用：

不過(guò)汽車(chē)中不止這幾處用到塑料，我們來(lái)看看在汽車(chē)中工程塑料的具體分布：

當(dāng)然，我們也看到，除了工程塑料，日常生活常見(jiàn)的PVC（聚氯乙烯）、HDPE（高密度聚乙烯）、PF(酚醛塑料）、PP（聚丙烯）等通用塑料由于性能良好也常常在汽車(chē)部件中發(fā)揮不小作用。

此外，一些高分子復(fù)合材料，尤其是長(zhǎng)纖維增強(qiáng)塑料和微細(xì)發(fā)泡等新材料的飛速研發(fā)和應(yīng)用，更促進(jìn)了塑料在汽車(chē)等行業(yè)的大量使用。

工程塑料乃至邊緣塑料越來(lái)越大的市場(chǎng)需求勢(shì)必也將引起塑料改性、塑料制備、制造業(yè)、模具等相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。目前此方面的研究也是科研、行業(yè)熱點(diǎn)之一，與此同時(shí)，一些隨之而來(lái)的問(wèn)題也應(yīng)當(dāng)引起相關(guān)人員的重視，比如工程材料的微結(jié)構(gòu)和非等向性可能帶來(lái)的安全問(wèn)題，這也將衍生出其他新的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

總之，在“以塑代鋼”這條路上，前景廣闊，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，科研與實(shí)際應(yīng)用完美結(jié)合，新一代的塑料材料和制程解決方案才是當(dāng)前汽車(chē)產(chǎn)業(yè)所追求的。

注：

SMC：

（Sheet molding compound）片狀模塑料。一般來(lái)說(shuō)SMC主要是由樹(shù)脂、玻纖、填料以及其他添加劑組成。

ABS：

（acrylonitrile–butadiene–styrene copolymer）簡(jiǎn)稱ABS，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物。五大合成塑料之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良。

RIM-PU:

(Reaction Injection Molding-PU）反應(yīng)注射成型聚氨酯。成型過(guò)程中伴隨化學(xué)反應(yīng)。直接由雙組分液體原料以一定比例澆注（注射）到模具中，常溫下一次完成凝膠、發(fā)泡的化學(xué)反應(yīng)成型。

塑料改性：

通過(guò)物理、化學(xué)、機(jī)械等途徑提高樹(shù)脂原有性能或改善的都稱為塑料改性。

塑料合金：

利用物理共混或化學(xué)接枝的方法而獲得的高性能、功能化、專用化的一類(lèi)新材料。它能改善或提高現(xiàn)有塑料的性能并降低成本，已成為塑料工業(yè)中最為活躍的品種之一，增長(zhǎng)十分迅速。其最大用戶是汽車(chē)部件，其次是機(jī)械和電子元器件。