高分子材料在汽车方面的应用.ppt
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1、一一 汽车轻量化汽车轻量化二二 聚烯烃弹性体聚烯烃弹性体(POE、TPO)的应用(陶氏)的应用(陶氏)三三 可再生资源材料的应用(杜邦)可再生资源材料的应用(杜邦)四四 泰科纳塑料在汽车工业上的应用泰科纳塑料在汽车工业上的应用2011中国汽车用塑料及绿色发展中国汽车用塑料及绿色发展高峰论坛高峰论坛可持续发展可持续发展一一 汽车轻量化汽车轻量化解决之道:解决之道:汽车轻量化汽车轻量化节能低碳节能低碳环保(回收)环保(回收)汽汽车重量重量效果效果 10%燃油效率可提高燃油效率可提高 6%8%100 公斤公斤油耗可降低油耗可降低 0.30.6 L/100 km 100 公斤公斤CO2排放,降低排放,
2、降低58 g/km汽车燃料油,汽车燃料油,占石油总消耗的占石油总消耗的35%;汽车排放汽车排放CO2,占人类活动占人类活动CO2的的20%;动力系统和底盘内饰外饰电子设备安全环境涂料特性聚合物聚氨酯催化剂特性化学品巴斯夫应用于汽车行业的产品巴斯夫巴斯夫 致力于汽车轻量化解决方案致力于汽车轻量化解决方案低密度的轻质高性能材料精益化结构设计紧凑化的集成设计,减小部件体积汽车轻量化的技术路线0246810密度 in g/cm3钢铝镁聚酰胺(PA6,30%glass fiber)7.82.72.01.36减重预估以塑料代替钢,制品重量降低潜力达 50%以上以塑料代替铝,制品重量降低 40%已经考虑为补
3、偿材料刚性降低而采取的设计措施 典型塑料件壁厚设计:2.5mm 3.0 mm低密度工程塑料所带来的减重效应座椅泡沫顶棚仪表板背泡方向盘地毯底层35g/l22g/l50g/l320g/l110g/l40g/l30g/l60g/l400g/l150g/lBASF对比材料减轻重量,但是决不牺牲性能!巴斯夫低密度聚氨酯泡沫产品Filling simulationFiber orientationStress simulationmaterial model UltrasimPerformance evaluationby failure criteriaPart DesignDesign SpaceT
4、opologicalOptimizationUltrasim巴斯夫Ultrasim技术指导下的结构设计载荷N15000100005000001020304050位移 mm实测的断裂载荷15,0 15,3 kN模拟计算出的断裂载荷15 kN精益化设计:减重效果的最大保证计算机模拟与实际结果非常吻合20000紧凑型设计利用塑料的高度设计自由度实现高度功能集成紧凑化的集成设计帮助缩小部件体积前端模块(概念设计)下保险杠加强筋(欧宝)油底壳(福特)发动机悬置(欧宝)变速箱支架(宝马)车身结构嵌件(标致)概念座椅(Smart)在线喷涂翼子板(戴姆勒)轻质结构利用塑料节省40%的重量巴斯夫汽车轻量化的成功
5、经验巴斯夫汽车轻量化的成功经验3256 g1908 g614 g气门室罩盖进气歧管316 g发动机悬置油滤外壳油底壳2297 g1910 g扭力杆587 g发动机悬置传统汽车动力总成中的金属部件:总重量 10.8 kg气门室罩盖进气歧管发动机悬置发动机悬置油滤外壳扭力杆油底壳如果替换成塑料件,可以减重3.2 kg,减重幅度达到30%!马达外壳翼子板安全气囊外壳踏脚板金属件塑料件在内外饰系统中也有很多潜在的金属替代减重可能性优点:减重效果高达 20-60%高强度成型周期短耐候性好隔音隔热保温目标应用:座舱后搁架行李仓底板备用轮胎盖板天窗衣帽架以蜂窝结构聚氨酯制造的轻质结构30 less weig
6、ht than comparable carsArtega 跑车:全聚氨酯 R-RIM 外饰+LFI 长纤维注射成型聚氨酯43车身外部件车顶模块(Smart fortwo)后座盖(丰田,通用)前格栅(曼)牵引车引擎盖(Fendt,JCB,CASE,卡特彼勒,Same)可获得高亮表面类似于 Al的热膨胀性能高平面硬度长纤维注射成型聚氨酯应用明显减轻重量达30%以上(与SMC对比)ENGAGETM 聚烯烃弹性体聚烯烃弹性体(POE)及其及其应用应用 ENGAGE XLT 新一代新一代TPO材料高效材料高效增韧剂增韧剂二二 聚烯烃弹性体聚烯烃弹性体(POE、TPO)的应用(陶氏)的应用(陶氏)Dow
7、 ElastomersENGAGETM POE 在汽车外部件上的应用ENGAGETM POE-硬质TPO应用于后车保险杠ENGAGETM POE 硬质TPO应用于车身测擦条、脚踏板ENGAGETM POE-硬质TPO应用于车身前翼板ENGAGETM POE-硬质TPO应用于前车保险杠应用于车内支柱ENGAGETM POE 软质TPO应用于内部门板ENGAGETM POE 软质TPO应用于控制台ENGAGETM POE 硬质/软质TPO应用于仪表板/表皮ENGAGETM POE 硬质TPO应用于护膝垫板Dow ElastomersENGAGETM POE 在汽车内部件上的应用ENGAGETM P
8、OE 硬质TPOTrademark ofThe Dow Chemical Company(“Dow”)or an affiliated company of Dow19TPO材料的发展趋势 更轻 更薄 发泡 在相似韧性条件下强度更高 满足更薄部件的强度要求 表面美观度 减少虎皮纹.我们新一代TPO增韧剂的用武之地!弹性体共聚单体密度(g/cc)a熔融指数DSC 玻璃化转变温度(C)TMENGAGE XLT辛烯0.8700.5-65TMENGAGE 8180辛烯0.8630.5-55Trademark ofThe Dow Chemical Company(“Dow”)or an affiliat
9、ed company of Dow21Dow Elastomers新型增韧剂的实验与对比材料 C-700-35 抗冲共聚聚丙烯Jetfill 700C 滑石粉 弹性体见下表 Irganox B-225 主副抗氧剂混合抗冲改性弹性体a190oC/2.16 kgb 200oC/5 kg组分(wt%)E8180-20.7 XLT-20.7C-700-35(抗冲聚丙烯)59.359.3TMENGAGE 8180(对比)20.7-TMENGAGE XLT-20.7Jetfil 700 C(滑石粉)2020Irganox B-225(抗氧剂)0.20.2Trademark ofThe Dow Chemic
10、al Company(“Dow”)or an affiliated company of Dow22Dow ElastomersTPO配方设计 Coperion ZSK-25 Mega挤出机 样品在相同条件下注塑Trademark ofThe Dow Chemical Company(“Dow”)or an affiliated company of Dow23Dow ElastomersMechanical Properties:Types of rubber XLT 显示出更好的冲击性能和断裂伸长率显示出更好的冲击性能和断裂伸长率.Performance性能特种工程塑料特种工程塑料工程塑料
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- 高分子材料 汽车 方面 应用
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