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非織造材料在汽車上的應用
來源:中國纖維網 添加人:service4 添加時間:2020-9-25

     車用非織造材料市場大

汽車工業是纖維材料的一個具有巨大潛力的市場,盡管在汽車所用的原材料中按重量計纖維材料僅占3%。如今在汽車中應用的基于非織造材料的零件已超過40種,從空氣和油的過濾介質到內飾材料等,內飾非織造材料包括聲、熱絕緣材料,結構件以及裝飾件。模壓成型的非織造內飾件包括門內飾、行李艙蓋板、車頂、車廂襯墊、座椅靠背等。
1997年,生產一輛轎車平均僅需1平方米非織造材料,今天則需20平方米非織造材料(重15~20公斤),而且用量還在繼續增加。汽車中不同應用部位占用非織造材料的比例(按面積計)分別為:吸音、隔音、隔震襯墊材料17%,地毯43%,車廂襯墊13%,發動機罩襯墊10%,座椅6%,車頂內飾6%,后艙蓋板3%,車門內飾1%,其他1%。
據大眾汽車公司統計,僅高爾夫車型每天使用的汽車用紡織內飾材料就達10萬~15萬平方米(日產高爾夫汽車5000輛,每輛車用20~30平方米),其中多數為非織造材料,尚不包括如纖維增強塑料板基材、吸音材料等內含的非織造材料。在日本系列汽車中用非織造材料做車頂表面的裝飾已非常普通,日本國內達到70%,在歐洲達到50%,在北美由于非織造材料優異的可成型性受到了廣泛的關注,預測其市場亦將進一步擴大。

2主要車用非織造材料

汽車用非織造材料所用的纖維包括聚酯纖維、聚丙烯纖維、玻璃纖維、碳纖維和天然纖維(如再生棉纖維、亞麻、大麻、黃麻和劍麻纖維等)。

2.1 聚酯纖維

2.1.1 PEN

由于新型聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)纖維具有極其優異的物理機械性能和廣泛的用途,引起了眾多化纖制造廠商的濃厚興趣,紛紛投資建設PEN纖維制造廠,并進行新產品的開發,如杜邦、帝人、東麗、東洋紡、伊斯曼、ICI(帝化)、赫司特等公司均處于領先地位。
PEN纖維比PET纖維具有更多的優異性能,模量高,尺寸穩定性好,不變形,彈性足,剛性好,在產業用紡織品方面前景十分看好,目前主要用于:⑴汽車防沖撞充氣安全袋。這種安全袋折疊后體積小、重量輕、強度高、阻燃性能好,由PEN纖維制織的織物可滿足此要求;⑵輪胎的骨架材料。由于PEN纖維具有較大的回彈性和剛性,能夠滿足對橡膠骨架材料的耐高溫性、抗疲勞性、抗沖擊性、粘結性和抗蠕變性的要求,因而將成為替代鋼絲、PA66、PET等的理想材料;
日本的東洋紡與帝人公司合作,采用復合紡絲工藝和技術,已經開發出PEN/PET皮芯型復合纖維,它具有性能優異、成本低的特點,用于骨架材料輪胎簾子線時,與橡膠的粘結性非常好,也可用于制織汽車椅罩、安全保護帶等。

2.1.2 乙烯基酯樹脂

乙烯基酯樹脂是采用環氧樹脂與不飽和酸反應制成的,使其具有類似于環氧樹脂的力學特性的同時,更具有不飽和樹脂的工藝特性。由于環氧乙烯基酯樹脂以其具有的足夠的機械強度和剛度、耐熱循環、耐腐蝕的獨特性能,更好地滿足了高品質FRP產品的要求。
美國福特四輪驅動Aerostar橫梁是采用FRP部件設計制造的。多功能車的前橫梁/橫向彈簧,這一體化構件雖小但結構復雜,且可承受高載荷,只需用螺栓將其固定在車上。由于結構強度、剛度、耐久性和懸掛等性能要求,所以采用的材料主要是玻璃纖維增強材料和乙烯基酯樹脂,制造工藝為RTM。在六個裝附件處和緩沖塊安裝處,由鋼嵌入件增強以承受很高的壓縮載荷。結構本身由聚氨酯泡沫芯材和變厚度的復合材料蒙皮組成。其他裝附件處如低位懸臂梁處則采用玻璃纖維織物增強。除了轉向架,減震器、低位控制臂和緩沖塊外,橫梁還在兩個裝附件處支撐橫向片簧,此設計是基于路面坑洼沖擊(3g)、急轉彎(1g)、最大前輪加速和制動1g的組合作用。剛度和耐久性要求的依據是原有鋼結構件。該構件重27kg,而同樣的鋼構件重33kg。
目前,國內幾家主要的汽車FRP部件生產商將我們的模具乙烯基酯樹脂應用到FRP汽車部件的模具制作和制品上,有手糊模具、RTM模具、真空吸塑模具、聚氨酯發泡模具,他們的產品主要應用于亞奔、大眾、依維柯、大宇、凱斯鮑爾等車型上。

2.1.3 芳綸

芳綸是一種高科技特種纖維,它具有優良的力學性能,穩定的化學性質和理想的機械性質。它的全稱為“芳香族聚酰胺纖維”。芳綸在汽車上的應用量年增長率接近10%。摩擦材料是全球最大的芳綸市場,大多用在汽車的制動系統上。2002年摩擦材料消耗了芳綸總銷售3.1萬t中接近35%的份額。工業化國家中摩擦材料中使用芳綸的量占有很大的比率,而發展中國家在摩擦密封材料領域里應用芳綸還剛剛起步,但這些國家的汽車市場發展迅猛,同時又面臨環境保護,要求開發無石棉摩擦材料。因此,從全球來看,芳綸的消費量將會有較大的增長。在這個過程中,充分利用芳綸邊角料,既不浪費資源,又不污染環境,是一種具有良好發展前途的方法。

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