【正文】 100 拉伸強(qiáng)度 /MPa 30～ 39 沖擊強(qiáng)度 /(kJ/m2 ) 2～ 3 斷裂伸長(zhǎng)率 /% 100～ 300 體積電阻率 / cm?? 1016? 拉伸模量 /GPa ～ 電壓擊穿強(qiáng)度 /(kV/mm) 20 彎曲強(qiáng)度 /MPa 42～ 56 介電常數(shù) / Hz106 ～ 壓縮強(qiáng)度 /MPa 39～ 56 耐電弧性 /s 136～ 185 熱膨脹系數(shù)/ C??1 104?? 熱變形溫度 /(負(fù)荷()C? 110～ 116 成型線收縮率/% ～ 6 聚氨酯分子結(jié)構(gòu)，材料性能特點(diǎn)及類型 聚氨酯熱塑性彈性體又稱熱塑性聚氨酯橡膠 ,簡(jiǎn)稱 TPU,是一種（ AB） n型嵌段線性聚合物， A為高分子量（ 10006000）的聚酯或聚醚， B為含 212直鏈碳原子的二醇， AB鏈段間化學(xué)結(jié)構(gòu)是用二異氰酸酯，通常是二苯甲烷二異氰酸酯（ MDI）連接。經(jīng)過(guò)牽伸的聚丙烯帶具有很高的韌性和極好的彎曲疲勞壽命，經(jīng)反復(fù)折疊 108次也不斷裂。聚丙烯熔點(diǎn)在 170C? ，熱變形溫度為 150C? ；制品可長(zhǎng)期在 110C? 以下使用，即使使用溫度達(dá) 90C? ，其強(qiáng)度也無(wú)明顯下降； 100C? 也保持常溫強(qiáng)度的一半以上。 聚丙烯通常為半透明無(wú)色固體，無(wú)臭無(wú)毒。工業(yè)產(chǎn)品以等規(guī)聚丙烯為主要成分，由于甲基在空間的規(guī)則排列 ，聚丙烯結(jié)晶度較高，力學(xué)性能及軟化點(diǎn)也高。甲基排列在分子主鏈的同一側(cè)稱等規(guī)聚丙烯；若甲基無(wú)秩序地分布在分子主鏈的兩側(cè)稱無(wú)規(guī)聚丙烯；當(dāng)甲基交替排列在主鏈的兩側(cè)稱間規(guī)聚丙烯。 汽車(chē)保險(xiǎn)杠候 選材料 聚丙烯分子結(jié)構(gòu)，材料性能特點(diǎn)及類型 聚丙烯（簡(jiǎn)稱 PP）是由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹(shù)脂，分子式為 [C3H6]n。 聚丙烯材料密度輕、易回收 ,通過(guò)改性的手段 ,特別是 LFTPP,聚丙烯已經(jīng)進(jìn)入汽車(chē)工程塑料的領(lǐng)域 ,聚丙烯因其優(yōu)異的性價(jià)比 ,在汽車(chē)內(nèi)外飾件中得到廣泛應(yīng)用 ,特別是應(yīng)用在汽車(chē)的前后保險(xiǎn)杠上 。但是往往在外觀發(fā)生變化時(shí)，保險(xiǎn)杠作為防護(hù)裝置性能本身就很有可能發(fā)生了改變，所以，兩者可以一起來(lái)看，則可以得出保險(xiǎn)杠失效的形式有以下幾點(diǎn)： 破裂、裂痕 4 外觀變形、軟化 表面龜裂、粉化、褪色 產(chǎn)品裝配松動(dòng) 裝配后與周邊配合件之間的間隙和斷差不理想 產(chǎn)品產(chǎn)生縮痕 前保險(xiǎn)杠再有兩側(cè)支架斷裂，強(qiáng)度不夠 漆面附著力差 保險(xiǎn)杠的 性能要求 保險(xiǎn)杠性能的要求隨其失效形式和工作條件決定。與車(chē)身應(yīng)變程度不同回事自身產(chǎn)生應(yīng)力，既影響外觀也影響其作為防護(hù)裝置的使用性能，此情況也會(huì)在過(guò)熱過(guò)冷天氣下發(fā)生 在選材上，為滿足現(xiàn)代用戶對(duì)轎車(chē)的使用要求，必須同時(shí)分析和滿足以上兩個(gè)方面的工作條件。 因此，在能防撞的前提下，保險(xiǎn)杠還需要有并且能長(zhǎng)久保持良好的外觀。輕微事故時(shí)保險(xiǎn)杠系統(tǒng)能吸收沖擊能量，撞后自動(dòng)恢 復(fù)原狀，有效地降低了轎車(chē)的修理費(fèi)用。 1 汽車(chē)保險(xiǎn)杠高分子材料的選擇與加工 保險(xiǎn)杠的工作條件、失效方式及性能要求 保險(xiǎn)杠的工作條件 保險(xiǎn)杠系統(tǒng)是轎車(chē)車(chē)身的重要組成 部分。目前，世界三大汽車(chē)產(chǎn)地日本，美國(guó)和歐洲，以塑代鋼進(jìn)展迅速，而且正在致力于研究開(kāi)發(fā)新型塑料保險(xiǎn)杠，以滿足更高性能和不同用途的需要。本文主要借助汽車(chē)保險(xiǎn)杠，通過(guò)分析聚丙烯和聚氨酯，通過(guò)使用性能、 工藝性能、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、環(huán)境影響等方面的比較，找到目前最適合生產(chǎn)保險(xiǎn)杠的材料以及未來(lái)高分子 材料的未來(lái)發(fā)展動(dòng)向。 1 摘要 …………………………………………………………………… 3 0 引言 ………………………………………………………………… 3 1 汽車(chē)保險(xiǎn)杠高分子材料的選擇與加工 ………………………… 3 保險(xiǎn)杠的工作條件、失效方式及性能要求 …………………… 3 保險(xiǎn)杠的工作條件 …………………………………… 3 保險(xiǎn)杠的 失效方式 …………………………………… 4 保險(xiǎn)杠的 性能要求 …………………………………… 4 零件材料的初步選擇 ………………………… ……………… 5 汽車(chē)保險(xiǎn)杠候選材料 ………………………………………… 5 聚丙烯分子結(jié)構(gòu)，材料性能特點(diǎn)及類型 ……………… 5 聚氨酯分子結(jié)構(gòu)，材料性能特點(diǎn)及類型 …………… 6 候選材料的成形方法 ………………………………………… 7 聚丙烯高分子材料的成形方法 ……………………… 7 注射成型 ……………………………………… 7 吹塑成型 … ………………………………… 7 聚氨酯高分子材料的成形方法 ……………………… 7 零件材料的確定 ……………………………………………… 8 提高所選材料性能的途徑 …………………………………… 9 高分子材料的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)…………………………………… 11 結(jié)論……………………………………………………………… 12 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………… 12 2 汽車(chē)保險(xiǎn)杠零件高分子材料選擇與加工 摘要 隨著對(duì)汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性和排放控制要求的提高。人們將目光集中在通過(guò)替代材料、改進(jìn)設(shè)計(jì)或者先進(jìn)的制造工藝找到制造輕量化汽車(chē)的方法。 Abstract With the improvement of automobile fuel economy and emission control requirements. People will be focused on by alternative materials, design improvements or advanced manufacturing process to find ways to make lightweight car. In this paper, with the aid of the bumper, through the analysis of polypropylene and polyurethane, through the use of performance, process performance, economical efficiency, reliability, the parison of the environmental impact, etc, to find the most suitable for producing bumper materials, and the future development trend of polymer materials in the future 關(guān)鍵詞： 汽車(chē)保險(xiǎn)杠，聚丙 烯，聚氨酯 3 0 前言 由于受世界能源危機(jī)的沖擊，輕量化和節(jié)能是當(dāng)前汽車(chē)發(fā)展的重要趨勢(shì)，以塑代鋼制汽車(chē)零部件，尤其是用塑料保險(xiǎn)杠代替金屬保險(xiǎn)杠的應(yīng)用研究空前活躍。 本文僅就汽車(chē)塑料保險(xiǎn)杠的材料用于作一簡(jiǎn)單的選擇與加工。其作用是當(dāng)轎車(chē)與其他車(chē)輛或 障礙物發(fā)生碰撞時(shí)能保護(hù)車(chē)身和附件，具體說(shuō)就是保護(hù)翼子板、散熱器、發(fā) 動(dòng)機(jī)罩和燈具等部件。遇上嚴(yán)重的撞車(chē)事故時(shí)，沖擊力經(jīng) 保險(xiǎn)橫杠被合理導(dǎo)向分散給整個(gè)車(chē)身，以避免局部區(qū)域變形過(guò)大，保證乘客 有足夠的生存空間。就這點(diǎn)分析，保險(xiǎn)杠作為外飾的工作條件有： 1） 長(zhǎng)期收雨水和陽(yáng)光的腐蝕 2） 保險(xiǎn)杠邊角處突出，極其同意受到墻體以及其他車(chē)輛、物體的擦 碰發(fā)生摩擦、掉漆、凹陷等 3） 碎玉靠近發(fā)動(dòng)機(jī)的情況，保險(xiǎn)杠有可能發(fā)生變形。 保險(xiǎn)杠的 失效方式 與 工作條件類似，失效方式也要從保險(xiǎn)杠的防護(hù)盒裝飾兩個(gè)方面來(lái)考慮。其性能要求有： 具有良好的沖擊韌性，在其斷裂破壞時(shí)能吸收足夠多的能量 抗老化性能好 溫度變化時(shí)，材料的延伸率較小 在雨水、暴曬下不易發(fā)生化學(xué)、物理上的變化 強(qiáng)度與剛度高，不易發(fā)生變形 零 件材料的初步選擇 熱塑性聚氨酯彈性體由于減震、柔韌和耐磨性能好，可制備軸襯、軸瓦和軸套類配件；由于彈性好，耐屈撓、耐疲勞和耐油性能優(yōu)，可制備護(hù)套類配件；由于氣密性能和抗切割性能好，可制備墊圈、墊板和墊片等密封配件；由于尺寸穩(wěn)定性好和沖擊強(qiáng)度高，可制備氣囊、保險(xiǎn)杠等配件。 所以我的候選材料為聚氨酯和聚丙烯。由于分子結(jié)構(gòu)中有甲基的存在，在聚丙烯分子鏈節(jié)上存在不對(duì)稱碳原子，按甲基排列位置分為等規(guī)聚丙烯，間規(guī)聚丙烯和無(wú)規(guī)聚丙烯。通常生產(chǎn)的聚丙烯樹(shù)脂中，等規(guī)結(jié)構(gòu)的含量約為 95%，其余為無(wú)規(guī)或 5 間規(guī)聚丙烯。此外，通常聚丙烯類塑料也包括丙烯與另一種烯烴單體（或多種烯烴單體）共聚而成的無(wú)規(guī)共聚物。它的結(jié)晶度一般在 70%以上，結(jié)晶體密度為 mKg 33 / 10? ，非結(jié)晶體密度為 mKg 33 / 10? ，通常聚丙烯的密度為mKg 33 / 10? ，是最輕的通用塑料。聚丙烯的拉伸強(qiáng)度比聚乙烯，聚苯乙烯和 ABS等都高，但韌性較低。但由于聚丙 烯含有叔碳 H原子，較活潑，易與大氣中的氧反應(yīng)生成過(guò)氧化物，然后分解成羥基而引起主鏈斷裂，所以不加穩(wěn)定劑的聚丙烯制品耐光、熱、氧等性能很差。熱塑性聚氨酯橡膠靠分子間氫鍵交聯(lián)或大分子鏈間輕度交聯(lián)，隨著溫度的升高或降低，這兩種交聯(lián)結(jié)構(gòu)具有可逆性。 氨酯彈性體是聚氨酯合成材料中的一個(gè)品種，由于其結(jié)構(gòu)具有軟、硬兩個(gè)鏈段，可以對(duì)其進(jìn)行分子設(shè)計(jì)而賦予材料高強(qiáng)度、韌性好、耐磨、耐油等優(yōu)異性能，它既具有橡膠的高彈性又具有塑料的剛性，被稱之為“耐磨橡膠”。 候選材料的成形方法 聚丙烯高分子材料的成形方法 聚丙烯保險(xiǎn)杠普遍采用注射成型工藝 ,其主要優(yōu)點(diǎn)是 ,可成型形狀比較復(fù)雜的 產(chǎn)品、生產(chǎn)效率較高、能賦予制品必要的剛性等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)聚丙烯保險(xiǎn)杠成型均采用注射成型。一汽奧迪車(chē)保 險(xiǎn)杠由鐵嶺市橡膠制品廠以國(guó)產(chǎn)的 PP/EPDM共混料為原料 ,引進(jìn)日本模具和宇部興產(chǎn)公司 ST2500機(jī) ,采用注射成型 ,機(jī)械手自動(dòng)取件生產(chǎn)保險(xiǎn)杠 ,產(chǎn)品性能超過(guò)德國(guó)同類產(chǎn)品。吹塑成型與注射成型相比具有以下優(yōu)點(diǎn) :可成型高分子量 PP共聚物 ,極大地提高產(chǎn)品的低溫韌性 。外觀質(zhì)量大幅度改善 。