汽车用改性PP材料开发与应用(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-01 原文发表时间:2007-07-02 人气:1

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4.1 各类材料的配方体系确定

根据汽车零件的使用要求，对各类材料的配方组成，包括基体树脂、增韧剂、填充剂、增强剂、抗老化剂等组分进行筛选及试验：

(1) 基体树脂对小本体PP、均聚PP、共聚PP 等基体树脂从力学均衡性、加工流动性能等方面考虑进行筛选及试验。
(2) 增韧剂对SBS、EPDM、POE 等增韧材料，进行筛选及试验。
(3) 填充剂填充粒子的粒径、表面处理剂对共混物的性能至关重要，应采用合适细度与处理方法的填充剂。
(4) 增强剂采用无捻长玻璃纤维。
(5) 抗老化剂根据不同材料的老化源及实际使用要求，选择相应的抗老化剂。

通过对上述各组分的筛选，同时根据各材料的使用要求，对各组分之间配比协调，确定各类材料的配方。

4.2 材料的老化及防老化研究

4.2.1 汽车用塑料材料的老化

汽车用塑料材料老化可分为两类：

(1) 车身内外装饰件材料的老化仪表板、保险杠等零件长期置于光照条件下，由于太阳光的幅射作用，被反射的红外光使零件表面温度升高，而被吸收的紫外线引起塑料发生光化学反应，产生自由基（2）。自由基破坏高分子链段，使材料的分子链降解、支化和交联，导致材料力学性能与外观的破坏。

(2) 发动机系统材料的老化该系统零件长期处于高温下工作，其热源是引起材料老化的主要因素，亦即热氧化。

4.2.2 改性PP 材料防老化处理

改性PP 材料的防老化分为抗热氧老化和抗光老化，表2 列出了不同使用环境的材料抗老化体系。

表2 不同使用环境的材料抗老化体系

4.3 改善大型塑料制品用材料的加工工艺性

由于在PP 材料中加入了相当数量的橡胶增韧剂及无机填充物，造成材料的流动性大幅度下降，而仪表板、保险杠等制品体积大、形状复杂、模具流程长，要求材料具有良好的流动性。在保证材料力学性能的前提下，采用化学调节法可提高材料流动性，即在共混物中加入经过氧化物处理过的降解母粒。过氧化物是PP 塑料常用的分子量调节剂（3），其作用是切断较长的PP 分子链，使PP 发生部分降解，并使分子量分布变窄，从而改善共混物的流动性。通过上述方案的采用，使得仪表板、保险杠等零件用材料的流动性大大提高。

4.4 汽车用系列改性PP 材料性能

4.4.1 改性PP 材料的物理力学性能

表3 列出了开发的系列改性PP 材料的物理力学性能，对比表1 及表3 的数据，开发的系列改性PP 材料的各项物理力学性能均达到了国内引进车型同类材料的水平。

表3 系列改性PP 材料性能

4.4.2 改性PP 材料的抗老化性能

对进行老化处理和非老化处理的材料进行对比试验，试验结果见表4 所示。

表4 老化处理和非老化处理的材料对比试验结果

由表4 可见，材料进不进行抗老化处理，其材料的老化性能具有本质区别。经过抗光老化和抗热氧老化处理的材料其抗老化性能均能达到国内引进车型同类材料的水平。

5 改性PP 系列材料的应用

目前东风轻型汽车EQ 1030 已大量应用了改性PP 材料，表5 列出了该车型主要改性PP 零件的应用情况。

表5 EQ1030 主要零件的应用情况

6 结论

(1) 通过对改性PP 材料的基体树脂、增韧剂、填充剂、增强剂等组分进行合理的筛选及匹配，并用机械共混方法能制造出不同性能要求的改性PP 材料。
(2) 根据不同材料的防老化要求，选择不同的抗老化体系，对材料进行抗老化处理，能显著提高材料的抗老化性能，增加材料的使用寿命。
(3) 采用化学调节方法，能显著改善材料的流动性，满足制造大型制品的要求。
(4) 通过系列改性PP 材料在东风轻型汽车EQ 1030 仪表板、保险杠、车门内护板、护风圈及其它制品上的应用，不仅该车型在改性PP 材料单车应用重量及零件应用数量居于国内领先水平，而且提高了材料质量及制品质量，促进了该系列车型整车质量水平的提高。

参考文献
1 王德禧，李兰等. 聚丙烯及其改性技术. 工程塑料应用，1998,（4）：26
2 区英鸿主编. 塑料手册. 北京：兵器工业出版社，1991
3 陈红. 聚丙烯过氧化物浓缩母粒生产控制. 塑料工业，2000，（3）：45 (

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