《節(jié)能與新能源汽車發(fā)展技術(shù)路線圖》指出，2020年、2025年、2030年單車重量需分別較2015達(dá)到年減重10%、20%、35%。
推行力度之大，讓眾多企業(yè)倍感壓力，特別是代表“清潔能源”的新能源汽車，必然要起到帶頭作用。
車用塑料的優(yōu)勢(shì)不需贅述，但必須意識(shí)到，消費(fèi)者對(duì)車用塑料的使用安全依然存在抵觸心理。比如使用塑料尾門的汽車廠商，日產(chǎn)、沃爾沃等企業(yè)鮮有宣傳其功效。
此外，疫情也讓消費(fèi)者越發(fā)關(guān)注汽車健康安全。按照不同內(nèi)飾零部件的重量劃分，車內(nèi)空氣中二甲苯含量貢獻(xiàn)最大的零件是表面噴涂的儀表板上蓋板，其次是立柱護(hù)板和踏腳墊，降低塑料件VOC勢(shì)在必行。
沃爾沃XC60塑料尾門采用了熱固性的SMC材料
車用塑料使用需平衡汽車安全
在節(jié)能與環(huán)保雙重因素的推動(dòng)下，中國(guó)汽車制造業(yè)在內(nèi)飾領(lǐng)域已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)塑料化。新的發(fā)展路線上，汽車輕量化的主流思路是針對(duì)外覆蓋件進(jìn)一步進(jìn)行塑料化，比如此前少有的塑料發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、塑料前翼子板等已有采用趨勢(shì)。
吉利知豆D2新能源電動(dòng)汽車塑料前翼子板
綜合輕量化和安全需求，塑料發(fā)動(dòng)機(jī)蓋是極好的新發(fā)展領(lǐng)域。這是因?yàn)槭苄腥吮Ｗo(hù)要求，塑料發(fā)動(dòng)機(jī)蓋能有效降低頭部傷害。面對(duì)更大能量的碰撞，塑料發(fā)動(dòng)機(jī)蓋的使用還能有效緩解發(fā)動(dòng)機(jī)蓋整體后移，擊碎前風(fēng)擋，造成車內(nèi)乘員傷害問題。
同樣是解決此問題，金屬材質(zhì)的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋所使用的內(nèi)板折彎通道設(shè)計(jì)，沖壓工藝復(fù)雜，成本高。如今，塑料發(fā)動(dòng)機(jī)蓋已經(jīng)在一些新能源車上小范圍使用。
輕量化與安全是相互博弈的過程，正因此，位于中部的乘員區(qū)域在輕量化的使用上比較謹(jǐn)慎，從現(xiàn)有的嘗試看，并不十分理想。
比如理想ONE的多次斷軸事件，雖沒有證據(jù)證明與此下擺臂材料直接相關(guān)，但置于此結(jié)構(gòu)上的球銷已經(jīng)明確會(huì)進(jìn)行更換。
但根據(jù)輕量化發(fā)展需要，在前后潰縮吸能區(qū)塑料化后，中部的乘員區(qū)必然要有所貢獻(xiàn)。根據(jù)最新的技術(shù)展示看，未來電池包會(huì)是熱點(diǎn)。
比如朗盛開發(fā)的Durethan BKV45FN04，具有45%重量的玻璃纖維增強(qiáng)材料，并且在高電壓下具有耐電痕性，適用于電池框架、端板和高壓連接器等部件。
要說明的是，現(xiàn)今電動(dòng)汽車自燃事件頻發(fā)，防火要求凸顯，其中具有阻燃性特質(zhì)的產(chǎn)品將在新能源領(lǐng)域發(fā)揮大作用。除Durethan BKV45FN04外，比如巴斯夫推出的Ultramid阻燃型產(chǎn)品也有良好的表現(xiàn)。包括C3U、A2X2G5、A3X2G5、A3X2G7、A3X2G10、B3UG4和KR4365G5，能夠應(yīng)用于防火安全性及耐電痕性要求較高的電氣組件。
環(huán)保型塑料降低VOC
在滿足了防碰撞、防火這些“硬安全”外，“軟安全”也同樣重要。常用的汽車內(nèi)飾塑料有ABS、PC、PP、PVC、PU、POM等，為減少這些常規(guī)塑料對(duì)汽車VOC的影響，往往在塑料的生產(chǎn)源頭就加以控制，改進(jìn)的方法有工藝調(diào)整、助劑選擇、溶劑及單體控制等。
除此外，根據(jù)最新發(fā)展，以下材料的使用將有比較大的前景。
免噴涂塑料
免噴涂材料在汽車上的應(yīng)用案例，最?yuàn)Z人眼球的當(dāng)屬Smart。它的車身外覆蓋件大量采用Sabic公司Xenoy PC/PBT樹脂面板，并且采用了免噴涂工藝。免噴涂材料豐富的色彩、表面光澤度高等特點(diǎn)，在這款車上得到充分展露。
免噴涂材料應(yīng)用范圍廣，在內(nèi)、外飾件上均可有所應(yīng)用。目前免噴涂塑料技術(shù)還不算很成熟，從環(huán)保角度看是一項(xiàng)很有前瞻性的技術(shù)領(lǐng)域。
國(guó)內(nèi)有這項(xiàng)技術(shù)的公司不多，比如普利特、五行科技、金發(fā)等。比如金發(fā)推出的金屬漆和珠光效果免噴涂材料可應(yīng)用在保險(xiǎn)桿底護(hù)板、裙擺、防擦條、輪眉、裝飾條和內(nèi)門把手等。
生物基塑料
生物塑料指以淀粉等天然物質(zhì)為基礎(chǔ)在微生物作用下生成的塑料，它具有可再生性，因此十分環(huán)保。
2017年，荷蘭埃因霍溫理工大學(xué)生物汽車團(tuán)隊(duì)發(fā)布出了一款可降解汽車Lina，這款車除車輪和懸架系統(tǒng)外均使用由亞麻和甜菜制成的生物基復(fù)合材料，它的最大特點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)生物降解和輕量化。
目前汽車行業(yè)應(yīng)用較多的生物基可降解塑料包括聚乳酸(PLA)、聚羥基脂肪酸類高分子(PHAs)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等，比如PLA可用于制作進(jìn)氣格柵、PHAs可用于制作汽車腳墊、改性PBS可用于制作車門內(nèi)飾條。
根據(jù)ResearchAndMarkets.com提供的一份題為“2021年生物塑料和生物聚合物全球市場(chǎng)”的報(bào)告指出。盡管全球環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，但生物塑料目前僅占每年3.65億噸塑料產(chǎn)量的1%左右（雖其年增長(zhǎng)率為30%），生物基塑料還有廣闊的發(fā)展前景。
部分塑料在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用
聚丙烯(PP)
現(xiàn)在典型的乘用車中，PP塑料部件占60多個(gè)。PP汽車零部件主要品種有：保險(xiǎn)杠、蓄電池外殼、儀表板、門內(nèi)飾板、方向盤等。PP在汽車用塑料部件中占比最大。
聚乙烯(PE)
通過對(duì)高密度PE和低密度PE樹脂的接枝改性和填充增韌改性，得到具有柔韌性、耐候性和涂裝性能的系列改性PE合金材料。PE材料主要采用吹塑方法來生產(chǎn)燃油箱、通風(fēng)管、導(dǎo)流板和各類儲(chǔ)罐等。
ABS樹脂
ABS樹脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三個(gè)單體的三元共聚物，可用于制作汽車外部或內(nèi)部零件如儀表殼體、制冷和采暖系統(tǒng)、工具箱、扶手、散熱器柵板以及儀表板表皮、行李箱、雜物箱蓋等。
聚酰胺(PA)
俗稱尼龍，具有很高的耐沖擊強(qiáng)度、耐摩擦磨耗特性、耐熱性、耐化學(xué)藥品性、潤(rùn)滑性和染色性。pa可應(yīng)用在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)周圍的苛刻環(huán)境下。
聚甲醛(POM)
具有優(yōu)良的耐摩擦磨耗特性、長(zhǎng)期滑動(dòng)特性、成型流動(dòng)性和表面美觀、光澤特性，也適用于嵌件模塑。汽車底盤襯套等廣泛采用聚甲醛型三層復(fù)合材料。
總 結(jié)
在2020年平均每輛汽車使用塑料的總量達(dá)到350kg，而在2014年平均每輛車使用塑料大概是200kg。汽車節(jié)能減排大趨勢(shì)下，車用塑料的使用還將進(jìn)一步擴(kuò)大。
但不可否認(rèn)，在安全性和環(huán)保層面，還有大量問題需要解決。從上至下的推動(dòng)在當(dāng)下階段阻力很大，以消費(fèi)者為中心的研發(fā)思路極為重要。這警示著，車用塑料邁入新時(shí)代，材料創(chuàng)新需把控“安全+環(huán)保”兩條重要原則。
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