汽车制造中应用的塑料数量将越来越多。纳米塑料可以改变传统塑料的特性,呈现出优异的物理性能:强度高,耐热性强,比重更小。由于纳米粒子尺寸小于可见光的波长,纳米塑料可以显示出良好的透明度和较高的光泽度,这样的纳米塑料在汽车上将有广泛的用途。经过纳米技术处理的部分材料耐磨性更是黄铜的27倍、钢铁的7倍。
汽车用橡胶以轮胎的用量最大。在轮胎橡胶的生产中,橡胶助剂大部分成粉体状,碳黑、白碳黑等补强填充剂、促进剂、防老剂等。以粉体状物质而言,纳米化是现阶段的主要发展趋势。事实上,纳米材料和橡胶工业原本关系即相当密切,大部分粉状橡胶助剂粒径都在纳米材料范围或接近纳米材料范围,例如炭黑粒径约11~500nm;白炭黑粒径在11~110nm。在橡胶产品生产中使用纳米材料,从20世纪初使用炭黑补强就开始了,40年代开发成功纳米白炭黑补强橡胶制造轮胎。目前世界上著名的轮胎制造厂均逐渐用白炭黑来代替炭黑制造绿色轮胎和节能轮胎,据调查已取代5%~10%的炭黑。
新一代纳米技术已成功运用其它纳米粒子作为助剂,而不再局限在使用碳黑或白碳黑,如ZnO、CaCO3、Al2CO3、TiO2 等,最大的改变即是,轮胎的颜色已不再仅限于黑色,而能有多样化的鲜艳色彩。另外无论在强度、耐磨性或抗老化等性能上,新的纳米轮胎均较传统轮胎来得优异,例如轮胎侧面胶的抗裂痕性能将由10万次提高到50万次。
除此之外,美国通用汽车和蒙特北美公司目前已成功开发出新一代纳米塑料材料,称之为聚烯烃热塑性弹性体,它是一种高性能聚烯烃产品,在常温下成橡胶弹性,具有密度小、弯曲大、低温抗冲击性能高、易加工、可重复使用等特点。聚烯烃热塑性弹性体在车内应用的最大潜在市场是取代聚氯乙烯应用于大型配件,与聚氯乙烯相比,除了可回收外,还有长期耐紫外线、色泽稳定、质量较轻等优点。相关业者预测,在未来的20年内,纳米级复合材料配件将大量取代现有的车用塑料制品,有相当的市场潜力。
该产品在汽车配件中的应用领域相当广泛。在汽车外装件中,主要用于保险杆、散热器、底盘、车身外板、车轮护罩、活动车顶及其它保护胶条、挡风胶条等。在内饰件中,主要用于仪表板和内饰板、安全气囊材料等。
汽车应用塑料数量将越来越多。纳米材料在塑料中的应用不仅是增强作用,而且还能改变传统塑料的特性,例如,纳米粒子尺寸小,透光性好,加入塑料中使塑料变得很致密,使塑料呈现出优异的物理性能:强度高、耐热性强、比重更小。由于纳米粒子尺寸小于可见光的波长,纳米塑料可以显示出良好的透明度和较高的光泽度。此外,传统塑料抗老化性能差,影响其推广使用。这是由于太阳光中的紫外线波长在200~400nm之间,此一波段容易使高聚物的分子链断裂,从而使材料老化,而只要在塑料材料中添加能吸收紫外线的纳米粒子,即能解决此项问题,如SiO2、TiO2等。凡此种种,可见纳米塑料在汽车上应用的广泛性。
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