以塑代钢 重塑汽车材料变革

近年来，塑料在汽车中的应用不断增多。目前，德国、美国、日本等国的汽车塑料用量已达到10%～15%，有的甚至达到了20%以上。从现代汽车使用的材料来看，无论是外装饰件、内装饰件，还是功能与结构件，到处都可以看到塑料制作的影子。且随着工程塑料硬度、强度、拉伸性能的不断提高，塑料车窗、车门、骨架乃至全塑汽车已逐步出现，汽车塑化进程正在加快。

应轻量化大势所趋

当前，世界汽车材料技术发展的主要方向是轻量化和环保化。减轻汽车自身的重量是降低汽车排放，提高燃烧效率的最有效措施之一，据悉，汽车的自重每减少10%，燃油的消耗可降低6%～8%。为此，增加塑料类材料在汽车中的使用量，便成为降低整车成本及其重量，增加汽车有效载荷的关键。

近年来，为了提升市场竞争优势，各车企纷纷研发并上马采用了轻量化设计的车型，大幅提高塑料的使用率。宝马2013年量产的 BMWi3纯电动汽车，外壳材料为塑料、底盘材料为铝合金，与传统同类车型相比，实现减重250~350千克。而这股以塑带钢的减重风在我国自主品牌中亦较为盛行。例如在轿车和轻型车中，CA7220小红旗轿车中的塑料用量为88.33kg，上海桑塔纳为67.2 kg，奥迪为89.98 kg，富康为81.5 k g，依维柯0041则为144.5 kg；在重型车中，斯太尔1491为 82.25kg，斯太尔王为120.5 kg。

“除轻量化外，塑料在汽车上的使用在一定程度上可降低产品成本。相对来说，塑料成型容易，使得形状复杂的部件加工十分便利，可为工程师节省磨具和工艺的调试时间，加速产品的商业化进程，有利于降本增效。”材料生产企业塞拉尼斯在接受盖世采访时表示。

节能环保是关键

塑料的应用，轻量化的推广，主要目的是推进汽车节能减排的进程，减少对外界环境的污染。然而，由塑料所引发的车内环境污染亦不容忽视。

近年由于车内空气污染导致或诱发的疾病呈明显上升趋势，已经成为危害现代人类的最大威胁之一。据北京朝阳医院呼吸疾病教授郭兮恒介绍，车内挥发物，如苯类及甲醛，人在短时间内吸入后，会出现中枢神经系统麻醉，轻者有头晕、头痛、恶心、胸闷、乏力、意识模糊，严重者可致昏迷以致呼吸、循环衰竭而死亡。如果长期接触一定溶度的甲苯、二甲苯会引起慢性中毒，出现头痛、失眠、精神萎靡、记忆力减退等神经衰弱样症候群。

因此，低散发材料的研发使用尤为关键和迫切。事实上,一些环保原材料厂商已推出了一系列解决方案，如锦湖日丽的塑可净™，比传统内饰塑料散发降低60%以上；塞拉尼斯也已成功开发出一系列低散发、免喷涂材料来用作汽车内外饰件如Hostaform® XAP2 POM、Hostaform® MetaLXTM POM，其中免喷涂MetaLXTM POM在保证产品金属光泽和质感的条件下，还具备优异的抗刮擦性能，同时减少喷涂/电镀的设备、人工等的投入，为汽车部件的制造提供了简易且低成本的途径。

据悉，2015年国家将出台车内空气质量强制性标准，这对整车厂及零部件供应商、材料生产商提出了更高的要求，未来将会有更多低散发材料产品推出，给车内一片清洁将不再是一句口号。

塑料汽车是否安全

传统的观念普遍认为，轻薄的产品安全系数较低。然中国汽车工程学会产业研究院运行总监王智文在接受采访时指出，汽车并不是车越重越安全。即使汽车上使用很轻的材料，如果采取高强度的加工工艺，也能达到很轻但弹性非常好的效果，从而也就越安全。”

在强度上，工程塑料中部分并不输于金属，其中的聚甲醛（POM）更是有“赛钢”之称。该产品由塞拉尼斯发明，既有类似于金属的强度、硬度（与PC/ABS相比，其强度高出600-700Mpa），同时具有较高的抗疲劳性、抗冲击性、耐腐蚀性和弹性。此外，该产品在很宽的温度和湿度范围内都具有很好的自润滑性和稳定性。目前已被广泛应用汽车诸多部件，如燃油系统、保险杠支架、轴承等。

工程塑料在拥有类似金属硬度、强度的基础上，还兼具“柔美”之性能，其弹性变形的特性能吸收大量的碰撞能量，对强烈撞击有较大的缓冲作用，对车辆和乘客起到保护作用。因此，现代汽车上都采用塑化仪表板和方向盘，以增强缓冲作用。前后保险杠、车身装饰条都采用塑料材料，以减轻车外物体对车身的冲击力。另外，塑料还具有吸收和衰减振动和噪声的作用，可以提高乘坐的舒适性。同济大学汽车学院教授王宏雁表示，车身在安全性设计时希望能够通过结构的变形吸收一部分碰撞能量，以塑料制造的车身，只要结构涉及合理，制造工艺得当，其安全性应该比金属材料车身要好。

除了车身部件，如前述所讲，工程塑料开始由小部件开始向车身大部件上拓展，如德国大陆为提高汽车驾驶安全系数，将6165A6 PPS(聚苯硫醚)作为汽车用材料融入到新型汽车挡风玻璃系统中的影像装置零件中。该公司称，挡风玻璃安全性能的高低是衡量汽车整体功能的关键，6165A6 PPS是一种机械性能极强的聚合物，这种混有65%玻璃和矿物纤维的增强型工程塑料能够最大限度减少材料弯曲度，是理想的车用塑料。

在此并非夸张或强调塑料的安全性有多高，从事实来讲，在部分安全部件上，塑料的确暂时无法代替金属。以上更多是为疏导车企和消费者理念，记者在之前的走访中了解到，目前部分车企在新车研发中承认和使用了塑料制品，然就在量产时处于销量和安全考虑，打了退堂鼓。如果材料经过安全考核标准，却不让其发挥光热，的确是件憾事。

从总体来说，汽车塑料已由普通装饰件开始向结构件、功能件方向发展；汽车塑料材料向强度更高、冲击性更好、超高流动的复合材料和塑料合金方向发展，然对于全塑汽车的推广，未来还有一段长路要走，不仅仅是安全问题，还涉及到老化、回收等问题，这有待技术的进一步提高。