汽车工艺与材料 ·非金属· AUTOMOBILE TECHNOLOGY MATERIAI 文章编号:1003-8817(2005)11-0037-03 树脂基复合材料及其在汽车工业中的应用 马翠英,黄晖1,王福生2 (1.济宁职业技术学院汽车工程系,山东济宁272037:2山东省济南红旗凯沃特汽车制造有限公司,山东济南250117) 摘要:介绍了树脂基复合材料的组成、性能特点及其主要的成型工艺,并列举了树脂基复合材料在汽车工业中的应用实例, 指出热塑性复合材料因具有性能优异、可多次成型、能回收再利用等特性将成为车用树脂基复合材料重要的发展方向 关键词:树脂基复合材料:汽车:应用 中图分类号:U463.821.06 文献标识码:B Resin matrix Composites and Its application in Automotive Industry MA Cui-ying,, HUANG Hui, WANG Fu-sheng (1.Automotive Engineering Dept, Jining Vocational Technology College, Jining Shandong 272037, China: 2. Shandong Jinan HQ-KOGEL Automobile Co, Ltd, Jinan Shandong 250117, China) Abstract: The compositions, characteristics and fabrication process of resin matrix composites are introduced and he main automobile resin matrix composites in future development because they have better performances and can be multiple formed and recycled Keywords: resin matrix composites: automobile: application 轻汽车自身质量、降低油耗、提高汽车安全舒适性、减 1前言 少环境污染和降低汽车的制造与使用成本 树脂基复合材料也称为纤维增强塑料(FRP),它 2树脂基复合材料的主要性能 是以合成树脂(热固性树脂和热塑性树脂)为基体,以 纤维(玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等)为增强材料,经2.1质量轻、比强度高 成型工艺复合而成的复合材料,按基体性质可分为热 树脂基复合材料的相对密度较小,一般介于 固性复合材料和热塑性复合材料两大类。与钢铁、铝1.5-2.0g/cm3之间,只有普通碳钢的1/4-1/5,但比 合金等传统材料相比,树脂基复合材料具有独特的优强度大,承载能力高 点,在汽车工业中得到广泛应用,并作为重要的轻量22材料性能具有可设计性 化材料,越来越多地取代了传统的金属材料。实践证 树脂基复合材料的物理性能、化学性能、力学性 明,在汽车上大量使用树脂基复合材料,可以显著减能都可以通过合理选择原材料的种类、配比、加工方 6结束语 由于聚醚砜是具有多种优异性能的特种高分子 材料,因此可在汽车领域中更大范围地代替金属制 成零件。但是较高的价格是限制它使用的一个重要 图3滤网 图4密封环图5发动机控制器因素。另外,由于聚醚砜制成的零件一般使用在发动 机、底盘等技术含量较高的部位,国内零部件企业目 前很少使用聚醚砜这种材料。但是,随着汽车轻量化 的发展和聚醚砜等特种工程塑料生产成本的降低 它们在汽车行业的应用前景会越来越大 (责任编辑肖文) 收稿日期:2005-05-30 图6ABS制动系统零件 图7齿轮传动装置 作者简介:马海松(1972-),男,黑龙江人,现从事过程材料 产品工作与非金属材料的协调工作 2005年第11期 C1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
!""# 年第 $$ 期 收稿日期：!""#%"#%&" 作者简介：马海松（$’(!%），男，黑龙江人，现从事过程材料 产品工作与非金属材料的协调工作。 ! 结束语 由于聚醚砜是具有多种优异性能的特种高分子 材料，因此可在汽车领域中更大范围地代替金属制 成零件。但是较高的价格是限制它使用的一个重要 因素。另外，由于聚醚砜制成的零件一般使用在发动 机、底盘等技术含量较高的部位，国内零部件企业目 前很少使用聚醚砜这种材料。但是，随着汽车轻量化 的发展和聚醚砜等特种工程塑料生产成本的降低， 它们在汽车行业的应用前景会越来越大。 （责任编辑 肖 文） 图 $ 滤网 图 " 密封环 图 # 发动机控制器 图 ! %&’ 制动系统零件 图 ( 齿轮传动装置 ) 前言 树脂基复合材料也称为纤维增强塑料（)*+），它 是以合成树脂（热固性树脂和热塑性树脂）为基体，以 纤维（玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等）为增强材料，经 成型工艺复合而成的复合材料，按基体性质可分为热 固性复合材料和热塑性复合材料两大类。与钢铁、铝 合金等传统材料相比，树脂基复合材料具有独特的优 点，在汽车工业中得到广泛应用，并作为重要的轻量 化材料，越来越多地取代了传统的金属材料。实践证 明，在汽车上大量使用树脂基复合材料，可以显著减 轻汽车自身质量、降低油耗、提高汽车安全舒适性、减 少环境污染和降低汽车的制造与使用成本。 * 树脂基复合材料的主要性能 *+) 质量轻、比强度高 树脂基复合材料的相对密度较小，一般介于 $,#-!," . / 01& 之间，只有普通碳钢的 $ / 2-$ / #，但比 强度大，承载能力高。 *+* 材料性能具有可设计性 树脂基复合材料的物理性能、化学性能、力学性 能都可以通过合理选择原材料的种类、配比、加工方 树脂基复合材料及其在汽车工业中的应用 （$,济宁职业技术学院 汽车工程系，山东 济宁 !(!"&(；!,山东省济南红旗凯沃特汽车制造有限公司，山东 济南 !#"$$(） 马翠英 $ ，黄 晖$ ，王福生 ! 文章编号：$""&%33$(（!""#）$$%""&(%"& 汽车工艺与材料 ·非金属· %,-./.&012 -2345.1.67 8 /%-290%1 摘要：介绍了树脂基复合材料的组成、性能特点及其主要的成型工艺，并列举了树脂基复合材料在汽车工业中的应用实例， 指出热塑性复合材料因具有性能优异、可多次成型、能回收再利用等特性将成为车用树脂基复合材料重要的发展方向。 关键词：树脂基复合材料；汽车；应用 中图分类号：425&,3!6 $,"5 文献标识码：7 9:;?@=E 0?; %DDF? ?@.>AC:,，D0I@;G;.J K;GG>.>，D K;,，S:M,，DG?：HI> 0;1C;UAUU ;V A>UU FA> M F@M U;1> FCCGWF1CG>U M,X: U :IF: :I>A1;CGFU:U UIFGG T> :I> 1F A>UU M>=>G;C1>@: T>0F9U> :I>J IF=> T>::>A C>AV;A1F@0>U F@M 0F@ T> 19G: V;A1>M F@M A>0J0G>M, L:JMB@E;：A>UU；F9:;1;T；FCCG<0F:<;@ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! % &( %
马翠英等:树脂基复合材料及其在汽车工业中的应用 法、纤维含量和铺层方式进行设计,由于树脂基体材反应形成制品的一种成型方法。如果不用增强材料 料种类很多,故其选材设计的自由度很大 则称为反应注射模塑(RIM)。采用连续纤维增强时 2.3优良的耐腐蚀性 称为结构反应注射模塑(SRIM)。RRIM工艺的特点 树脂具有良好的耐腐蚀性能,有针对性地选择是制品表面质量好、成型周期短、生产成本低,可以 树脂来生产复合材料,可使树脂基复合材料具有不生产大尺寸部件 的耐腐蚀性能,为汽车应用提供了更广阔的领域。3.4玻璃纤维毡增强热塑性片材(GMT)工艺 2.4减振性能好 GMT是中长纤维增强的热塑性片材,它是将连 由于树脂基复合材料振动衰减系数大,受冲击续玻璃纤维针刺毡或连续原丝毡与熔融聚丙烯或 时能够吸收大量的冲击能,当汽车发生碰撞时,可避PET复合成片材,再将这种片材裁切成预定形状,经 免或减少对人体的伤害,这对行车安全十分有利 加热冲压成最终制品。由于它采用连续玻纤,因此机 2.5成型工艺简单 械强度较高。 树脂基复合材料可用模具一次成型制造各种构 件,从而减少了零部件的数量及接头等紧固件,节省4树脂基复合材料在汽车上的应用 原材料和工时,有效降低了生产成本。在中等批量生4.1玻璃纤维增强塑料(GFRP)在汽车上的应用 产的车型中,用树脂基复合材料取代铝材可降低成 GFRP在我国俗称“玻璃钢”,是目前汽车上应 本40%左右。 用最多的树脂基复合材料。它主要用于发动机、发动 此外,树脂基复合材料对缺口、应力集中敏感性机周边部件及车身,常用的有聚苯乙烯玻璃钢、尼龙 小,而且纤维和基体界面能够阻止和改变裂纹扩展66玻璃钢、聚酯树脂玻璃钢等 方向,因此具有较高的疲劳极限 玻璃钢大量用于发动机及其周边部件始于20 世纪90年代。1990年,美国通用汽车公司首先用其 3树脂基复合材料的主要成型工艺 代替金属制造轿车发动机气门罩壳,随后进气歧管 3.1片状塑料(SMC)模压工艺 油底壳、空滤器壳、齿轮室盖、导风罩、进气管护板 SMC是用不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交风扇导风圈、加热器盖板、水箱部件、发动机隔音板 联剂、低收缩添加剂、填料、内脱模剂和着色剂等混等零件都有不同程度的应用。其中最引人注目的是 合成树脂糊,浸渍短切纤维粗纱或玻璃纤维毡,并在GFRP在进气歧管上的应用,用GFRP制造的进气歧 两面用聚乙烯或聚丙烯薄膜包覆起来形成的片状模管不仅内腔质量上乘,而且对汽车达到欧Ⅱ标准发 压料,是目前国际上应用最广泛的成型材料之一。将挥了重要作用,目前这种进气歧管已得到广泛应用。 SMC片材按制品尺寸、形状、厚度等要求裁剪下料, 另外,传统的车身材料采用高强度薄钢板,现在 然后将多层片材叠合后放入金属模具中加热、加压为了减轻汽车自重,采用玻璃钢代替钢材已成为车 成型制品的工艺方法称为SMC模压法。其特点是成身结构发展的必然趋势。玻璃钢可用于车身结构件 型效率高、制品表面光洁、尺寸稳定性好,适于大批(如骨架、梁、柱等)覆盖件(如格栅、前翼子板、发动 机罩、顶盖、车门、行李箱盖、后侧板等)以及保险杠 3.2树脂传递模塑成型工艺(RTM) 油箱等,也可用于整个车身壳体,如美国的雪佛兰子 RTM的基本原理是将玻璃纤维增强材料铺放弹头、东风客车公司生产的DHZ6122HR高速客车 到闭模的模腔内,用压力将树脂胶液注入模腔,浸透等都是采用全玻璃钢车身 玻纤增强材料,然后固化、脱模成型制品。其主要特 在欧洲、美国及日本等汽车制造业发达的国家 点是成型压力低:闭模操作,不污染环境:制品两面已普遍采用玻璃钢材料制造汽车零部件。其应用范围 光洁:能成型复杂形状的大型制品:研发时间短,适包括内装饰件(仪表板、车门内板、座椅、发动机罩 于产品更新。与SMC工艺相比,初始投资少,更适于等):外装饰件(保险杠、挡泥板、导流罩等):功能与结 中等批量部件的生产 构件(天然气气瓶、油箱、风扇叶片、油气踏板等)。与 3.3增强反应注射模塑工艺(RRIM) 国外相比,我国生产的汽车用玻璃钢部件较少,产品 RRIM是利用高压冲击来混合两种单体物料及主要包括保险杠、车顶盖、阻流板、太阳罩、电瓶托架 短纤维增强材料,并将其注射到模腔内,经快速固化等,大部分是用手糊法或RTM生产,劳动生产率低, 汽车工艺与材料 C1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
汽车工艺与材料 马翠英等：树脂基复合材料及其在汽车工业中的应用 法、纤维含量和铺层方式进行设计，由于树脂基体材 料种类很多，故其选材设计的自由度很大。 !"# 优良的耐腐蚀性 树脂具有良好的耐腐蚀性能，有针对性地选择 树脂来生产复合材料，可使树脂基复合材料具有不 同的耐腐蚀性能，为汽车应用提供了更广阔的领域。 !"$ 减振性能好 由于树脂基复合材料振动衰减系数大，受冲击 时能够吸收大量的冲击能，当汽车发生碰撞时，可避 免或减少对人体的伤害，这对行车安全十分有利。 !"% 成型工艺简单 树脂基复合材料可用模具一次成型制造各种构 件，从而减少了零部件的数量及接头等紧固件，节省 原材料和工时，有效降低了生产成本。在中等批量生 产的车型中，用树脂基复合材料取代铝材可降低成 本 !"!左右。 此外，树脂基复合材料对缺口、应力集中敏感性 小，而且纤维和基体界面能够阻止和改变裂纹扩展 方向，因此具有较高的疲劳极限。 # 树脂基复合材料的主要成型工艺 #"& 片状塑料（’()）模压工艺 #$% 是用不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交 联剂、低收缩添加剂、填料、内脱模剂和着色剂等混 合成树脂糊，浸渍短切纤维粗纱或玻璃纤维毡，并在 两面用聚乙烯或聚丙烯薄膜包覆起来形成的片状模 压料，是目前国际上应用最广泛的成型材料之一。将 #$% 片材按制品尺寸、形状、厚度等要求裁剪下料， 然后将多层片材叠合后放入金属模具中加热、加压 成型制品的工艺方法称为 #$% 模压法。其特点是成 型效率高、制品表面光洁、尺寸稳定性好&适于大批 量生产。 #"! 树脂传递模塑成型工艺（*+(） ’($ 的基本原理是将玻璃纤维增强材料铺放 到闭模的模腔内，用压力将树脂胶液注入模腔，浸透 玻纤增强材料，然后固化、脱模成型制品。其主要特 点是成型压力低；闭模操作& 不污染环境；制品两面 光洁；能成型复杂形状的大型制品；研发时间短，适 于产品更新。与 #$% 工艺相比，初始投资少，更适于 中等批量部件的生产。 #"# 增强反应注射模塑工艺（**,(） ’’)$ 是利用高压冲击来混合两种单体物料及 短纤维增强材料，并将其注射到模腔内，经快速固化 反应形成制品的一种成型方法。如果不用增强材料， 则称为反应注射模塑（’)$）。采用连续纤维增强时， 称为结构反应注射模塑（#’)$）。’’)$ 工艺的特点 是制品表面质量好、成型周期短、生产成本低，可以 生产大尺寸部件。 #"$ 玻璃纤维毡增强热塑性片材（-(+）工艺 *$( 是中长纤维增强的热塑性片材& 它是将连 续玻璃纤维针刺毡或连续原丝毡与熔融聚丙烯或 +,( 复合成片材，再将这种片材裁切成预定形状，经 加热冲压成最终制品。由于它采用连续玻纤，因此机 械强度较高。 $ 树脂基复合材料在汽车上的应用 $"& 玻璃纤维增强塑料（-.*/）在汽车上的应用 *-’+ 在我国俗称“玻璃钢”，是目前汽车上应 用最多的树脂基复合材料。它主要用于发动机、发动 机周边部件及车身，常用的有聚苯乙烯玻璃钢、尼龙 .. 玻璃钢、聚酯树脂玻璃钢等。 玻璃钢大量用于发动机及其周边部件始于 /" 世纪 0" 年代。100" 年，美国通用汽车公司首先用其 代替金属制造轿车发动机气门罩壳，随后进气歧管、 油底壳、空滤器壳、齿轮室盖、导风罩、进气管护板、 风扇导风圈、加热器盖板、水箱部件、发动机隔音板 等零件都有不同程度的应用。其中最引人注目的是 *-’+ 在进气歧管上的应用，用 *-’+ 制造的进气歧 管不仅内腔质量上乘，而且对汽车达到欧!标准发 挥了重要作用，目前这种进气歧管已得到广泛应用。 另外，传统的车身材料采用高强度薄钢板，现在 为了减轻汽车自重，采用玻璃钢代替钢材已成为车 身结构发展的必然趋势。玻璃钢可用于车身结构件 （如骨架、梁、柱等）、覆盖件（如格栅、前翼子板、发动 机罩、顶盖、车门、行李箱盖、后侧板等）以及保险杠、 油箱等，也可用于整个车身壳体，如美国的雪佛兰子 弹头、东风客车公司生产的 234.1//3’ 高速客车 等都是采用全玻璃钢车身。 在欧洲、美国及日本等汽车制造业发达的国家， 已普遍采用玻璃钢材料制造汽车零部件。其应用范围 包括内装饰件（仪表板、车门内板、座椅、发动机罩 等）；外装饰件（保险杠、挡泥板、导流罩等）；功能与结 构件（天然气气瓶、油箱、风扇叶片、油气踏板等）。与 国外相比，我国生产的汽车用玻璃钢部件较少，产品 主要包括保险杠、车顶盖、阻流板、太阳罩、电瓶托架 等，大部分是用手糊法或 ’($ 生产，劳动生产率低， 7 56 7
马翠英等:树脂基复合材料及其在汽车工业中的应用 产品档次有待提高。近年来,随着引进车型相关部件间,热固性树脂基复合材料年平均增长速度为 的国产化以及国产车型的改进和更新,越来越多的车5.48%,而热塑性树脂基复合材料则为23.15%。据资 型开始采用玻璃钢部件,如北京吉普切诺基后举升门料介绍,国外玻璃纤维増强塑料中有L3为增强热 总成就是采用玻璃钢/SMC成型。随着原材料的发展塑料,按树脂用量的多少排序,占首位的是尼龙(尼 与工艺上的改进,在汽车中大量应用玻璃钢/复合材龙6和尼龙66)、热塑性聚酯PBT和PET以及聚丙 料将是今后我国汽车工业发展的必然趋势 烯。玻璃纤维增强热塑性塑料(FRTP)是最重要的 4.2碳纤维增强塑料(CFRP)在汽车上的应用 种汽车用纤维复合材料,它性能优异,可采用注射 CFRP是汽车轻量化最理想的材料。用CFRP取挤出、压制、层压等多种成型方法加工,成型周期短 代钢材制造车身和底盘构件,可减轻质量68%,油耗生产效率高,其应用领域正在不断扩大。日前,用热 下降40%。CFRP在汽车上应用比较成功的一个实塑性树脂基复合材料制造的汽车零部件产品主要有 例是美国摩里逊公司生产的CFRP汽车传动轴,该挡泥板、风扇罩、仪表板、托架、车门及尾灯罩、座椅 传动轴应用于通用汽车公司载重汽车上。采用保险杠、发动机零部件等。今后,随着材料和工艺水 CFRP后,可以使原来通过中间轴承连接的两根金平的发展,热塑性复合材料在汽车领域中的应用将 属传动轴用一根CFRP传动轴取代。与钢材相比,不会进一步扩大 仅可减轻60%质量,而且具有很好的耐疲劳性和耐 由于世界各国环保法规要求越来越严格,客观上 久性。美国福特公司进行了大量的CFRP应用试验,也促使汽车越来越多地采用可回收利用的先进树脂 所有研究结果均表明CFRP具有作为汽车材料的优基复合材料。20世纪90年代出现的GMT玻璃毡增 良特性。例如,用CFRP制造的板簧零件强度高、模强的热塑性复合材料)由于废料可回收重复利用和不 量大、热膨胀系数小,减磨性好,质量只有14kg,比污染环境,成为树脂基复合材料的重要发展方向。 现有材质减轻76%。但由于成本太高,CFRP零件尚 未实现批量生产。专家推测,只有当碳纤维降到参考文蔽 66-11美元/kg时,才有可能在汽车工业中推广应[1]李尹熙汽车用非金属材料[M1北京:北京理工大学出 用碳纤维复合材料。一旦解决了成本问题,将有大量 版社.1999年 的CFRP用于汽车工业中,应用部件将包括发动机[2]胡弊轿车车身结构现状及发展[汽车技术,193 系统中的推杆、连杆、摇杆、水泵叶轮,传动系统中的 (7):7-11 传动轴、离合器片、加速装置及其罩等:底盘系统中[3]中国复合材料网hp:/www.ourfrp.com. 的悬置件、弹簧片、框架、散热器等,车体上的车顶内[4]刘胜吉等树脂基复合材料在发动机上的应用研究J 小型内燃机与摩托车,2004,(6):23-27 外衬、地板、侧门等。 [5]翁睿祝,颖丹树脂基复合材料在欧美机车汽车制造业 43芳纶纤维增强复合材料在汽车上的应用 的应用[冂]汽车科技,2001:14-16 芳纶纤维增强复合材料由于比强度、比模量较[6]李彦春.国内外玻璃钢/复合材料在汽车上应用现状及 高,被广泛用于航空航天、舰船领域,在汽车制造业 发展趋势[J]热固性树脂,2001,(6):14-17. 也有广阔的应用前景,但因为价格太高,目前在汽车[7]杨福生等国外热塑性树脂基复合材料现状及发展趋势 上应用很少。芳纶纤维主要用于汽车上的轮胎帘子 [J].吉林化工学院学报,2001,18(3):76- 线、高压软管、摩擦材料、高压气瓶等。芳纶纤维作为[8]李龙树脂基复合材料的研究进展[J玻璃钢/复合材 高性能防护材料还可用作汽车防弹装甲,例如汽车 料.1999,(5):36-37. [9]樊在霞等纤维增强热塑性树脂基复合材料的加工方法 门及汽车外壳的防弹内衬 [J].玻璃钢/复合材料2002:22-24. 5树脂基复合材料应用发展趋势 [10]赵稼祥炭纤维复合材料在汽车工业的应用[J]炭素技 术,2003,(3):18-22 由于热塑性复合材料在韧性、耐腐蚀性、耐磨性 责任编辑自然) 及耐温性方面比热固性复合材料有明显的优势,在 收稿日期:2005-09-( 工艺上具有良好的二次或多次成型和易于回收的特 作者简介:马翠英(1968-) 东济宁人,1991年毕业 性,所以近年来汽车用热塑性复合材料的增长速度 高于热固性复合材料。以美国为例,1994-1998年 于西安公路学院,讲师,从事汽车理论与汽车 材料教学研究工作 2005年第11期 C1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
!""# 年第 $$ 期 收稿日期：!""#%"&%"# 作者简介：马翠英（$&’(%），女，山东济宁人，$&&$ 年毕业 于西安公路学院，讲师，从事汽车理论与汽车 材料教学研究工作。 马翠英等：树脂基复合材料及其在汽车工业中的应用 产品档次有待提高。近年来，随着引进车型相关部件 的国产化以及国产车型的改进和更新，越来越多的车 型开始采用玻璃钢部件，如北京吉普切诺基后举升门 总成就是采用玻璃钢 ) *+, 成型。随着原材料的发展 与工艺上的改进，在汽车中大量应用玻璃钢 ) 复合材 料将是今后我国汽车工业发展的必然趋势。 !"# 碳纤维增强塑料（$%&’）在汽车上的应用 ,-./ 是汽车轻量化最理想的材料。用 ,-./ 取 代钢材制造车身和底盘构件，可减轻质量 ’(!，油耗 下降 0"!。,-./ 在汽车上应用比较成功的一个实 例是美国摩里逊公司生产的 ,-./ 汽车传动轴，该 传 动 轴 应 用 于 通 用 汽 车 公 司 载 重 汽 车 上 。 采 用 ,-./ 后，可以使原来通过中间轴承连接的两根金 属传动轴用一根 ,-./ 传动轴取代。与钢材相比，不 仅可减轻 ’"!质量，而且具有很好的耐疲劳性和耐 久性。美国福特公司进行了大量的 ,-./ 应用试验， 所有研究结果均表明 ,-./ 具有作为汽车材料的优 良特性。例如，用 ,-./ 制造的板簧零件强度高、模 量大、热膨胀系数小，减磨性好，质量只有 $0 12，比 现有材质减轻 3’!。但由于成本太高，,-./ 零件尚 未实现批量生产。专家推测，只有当碳纤维降到 ’4’5$$ 美元 ) 12 时，才有可能在汽车工业中推广应 用碳纤维复合材料。一旦解决了成本问题，将有大量 的 ,-./ 用于汽车工业中，应用部件将包括发动机 系统中的推杆、连杆、摇杆、水泵叶轮，传动系统中的 传动轴、离合器片、加速装置及其罩等；底盘系统中 的悬置件、弹簧片、框架、散热器等，车体上的车顶内 外衬、地板、侧门等。 !"( 芳纶纤维增强复合材料在汽车上的应用 芳纶纤维增强复合材料由于比强度、比模量较 高，被广泛用于航空航天、舰船领域，在汽车制造业 也有广阔的应用前景，但因为价格太高，目前在汽车 上应用很少。芳纶纤维主要用于汽车上的轮胎帘子 线、高压软管、摩擦材料、高压气瓶等。芳纶纤维作为 高性能防护材料还可用作汽车防弹装甲，例如汽车 门及汽车外壳的防弹内衬。 ) 树脂基复合材料应用发展趋势 由于热塑性复合材料在韧性、耐腐蚀性、耐磨性 及耐温性方面比热固性复合材料有明显的优势，在 工艺上具有良好的二次或多次成型和易于回收的特 性，所以近年来汽车用热塑性复合材料的增长速度 高于热固性复合材料。以美国为例，$&&05$&&( 年 间 ， 热 固 性 树 脂 基 复 合 材 料 年 平 均 增 长 速 度 为 #40(!，而热塑性树脂基复合材料则为 !64$#!。据资 料介绍，国外玻璃纤维增强塑料中有 7 ) 6 为增强热 塑料，按树脂用量的多少排序，占首位的是尼龙（尼 龙 ’ 和尼龙 ’’）、热塑性聚酯 /89 和 /:9 以及聚丙 烯。玻璃纤维增强热塑性塑料（-.9/）是最重要的一 种汽车用纤维复合材料，它性能优异，可采用注射、 挤出、压制、层压等多种成型方法加工，成型周期短、 生产效率高，其应用领域正在不断扩大。目前，用热 塑性树脂基复合材料制造的汽车零部件产品主要有 挡泥板、风扇罩、仪表板、托架、车门及尾灯罩、座椅、 保险杠、发动机零部件等。今后，随着材料和工艺水 平的发展，热塑性复合材料在汽车领域中的应用将 会进一步扩大。 由于世界各国环保法规要求越来越严格，客观上 也促使汽车越来越多地采用可回收利用的先进树脂 基复合材料。!" 世纪 &" 年代出现的 ;+9（玻璃毡增 强的热塑性复合材料）由于废料可回收重复利用和不 污染环境，成为树脂基复合材料的重要发展方向。 参考文献： ［$］ 李尹熙4汽车用非金属材料［+］4北京：北京理工大学出 版社4$&&& 年4 ［!］ 胡骅4轿车车身结构现状及发展［>?：) ) @@@4ABCDC?4EAF4 ［0］ 刘胜吉等4树脂基复合材料在发动机上的应用研究［<］4 小型内燃机与摩托车，!""0，（’）：!6%!34 ［#］ 翁睿祝，颖丹4树脂基复合材料在欧美机车汽车制造业 的应用［<］4汽车科技，!""$：$0%$’4 ［’］ 李彦春4国内外玻璃钢 ) 复合材料在汽车上应用现状及 发展趋势［<］4热固性树脂，!""$，（’）：$0%$34 ［3］ 杨福生等4国外热塑性树脂基复合材料现状及发展趋势 ［<］4吉林化工学院学报，!""$，$(（6）：3’%3&4 ［(］ 李龙4树脂基复合材料的研究进展［<］4玻璃钢 ) 复合材 料4$&&&，（#）：6’%634 ［&］ 樊在霞等4纤维增强热塑性树脂基复合材料的加工方法 ［<］4玻璃钢 ) 复合材料 !""!：!!%!04 ［$"］赵稼祥4炭纤维复合材料在汽车工业的应用［<］4炭素技 术，!""6，（6）：$(%!!4 （责任编辑 自 然） % 6& %