自20世紀(jì)70年代開(kāi)始，汽車(chē)塑料的應(yīng)用經(jīng)歷了從內(nèi)飾件向外部飾件不斷擴(kuò)展的發(fā)展歷程。隨著人們生活水平的提高，當(dāng)前的汽車(chē)已經(jīng)不再是簡(jiǎn)單的代步工具，提高內(nèi)飾的居室化設(shè)計(jì)、改善乘員的舒適性已成為汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)。近年來(lái)，國(guó)外普遍采用納米高分子材料、抗菌高分子材料等新材料技術(shù)來(lái)改善汽車(chē)的乘坐舒適性。未來(lái)幾年，塑料車(chē)身以及塑料擋風(fēng)玻璃也將成為塑料應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。
 
尼龍是最重要的汽車(chē)工業(yè)用工程塑料。汽車(chē)零部件也是PA6工程塑料最大的消費(fèi)市場(chǎng)，超過(guò)總消費(fèi)量的三分之一。隨著人們對(duì)汽車(chē)性能要求的不斷提高和PA6工程塑料自身的發(fā)展，汽車(chē)用PA6正呈逐年上升的趨勢(shì)。汽車(chē)上可使用PA6（包括改性產(chǎn)品）制作的部件有空氣濾清器、外殼、風(fēng)扇、車(chē)輪罩、導(dǎo)流板、車(chē)內(nèi)裝飾、儲(chǔ)水器材蓋、線(xiàn)卡、各種車(chē)內(nèi)電氣接插件等。PA6/ABS具有密度低，流動(dòng)性好的特點(diǎn)，并有良好的噪聲阻尼性和良好的耐熱性、耐化學(xué)性和機(jī)械性能，可用於汽車(chē)內(nèi)飾件；玻纖增強(qiáng)PA/ABS可替代ABS做汽車(chē)排風(fēng)格柵，并有可能成為汽車(chē)排空氣和除霜器護(hù)柵及車(chē)門(mén)組件，以及用於摩托車(chē)檔板的制作。
 
    高分子汽車(chē)材料有很多以往傳統(tǒng)材料沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)在重量輕、有良好的外觀裝飾效果、有多種實(shí)際應(yīng)用功能、有良好的理化性能、容易加工成型、節(jié)約能源，可持續(xù)利用等各方面。
 
發(fā)達(dá)國(guó)家更是將汽車(chē)用塑料量，作為衡量汽車(chē)設(shè)計(jì)和制造水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志，每輛汽車(chē)塑料用量從上世紀(jì)90年代的100～130kg上升到2004年的152kg和2006年的174kg，現(xiàn)在用量是230kg，目前德國(guó)汽車(chē)用量最多，占整車(chē)用料的15%以上。專(zhuān)家預(yù)計(jì)，到2020年，汽車(chē)平均塑料用量將可能達(dá)到500kg/輛以上，約占整車(chē)用料的1/3以上。
 
國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的汽車(chē)在橡塑材料的使用上與國(guó)外尚有較大差距：我國(guó)經(jīng)濟(jì)型車(chē)每輛塑料用量約為50~60kg，重型載貨車(chē)可達(dá)80kg，遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家每輛汽車(chē)平均重300kg以上(最多已達(dá)375kg)、占整車(chē)質(zhì)量20％的水平；我國(guó)中、高級(jí)轎車(chē)塑料用量每輛為100~130kg，只達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家上世紀(jì)水平。隨著塑料件加工工藝的進(jìn)步以及汽車(chē)輕量化的需要，塑料占整車(chē)質(zhì)量比例將繼續(xù)增長(zhǎng)。
 
今后塑料的科技含量也會(huì)更高，應(yīng)用自然也會(huì)更加廣闊。
汽車(chē)塑料化必將成為未來(lái)一大趨勢(shì)
第一，汽車(chē)材料應(yīng)用塑料的最大優(yōu)勢(shì)是減輕車(chē)體的重量。輕量化是汽車(chē)業(yè)追求的目標(biāo)，塑料在此方面可以大顯其威。一般塑料的比重為0.9~1.5，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料比重也不會(huì)超過(guò)2，而金屬材料中，A3鋼的比重為7.6、黃銅為8.4、鋁為2.7。這使塑料成為汽車(chē)輕量化的首選用材。
 
除了車(chē)身外，汽車(chē)零部件及內(nèi)外飾件對(duì)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化、節(jié)能、安全、舒適等目標(biāo)亦功不可沒(méi)，例如聚碳酸酯（PC）樹(shù)脂車(chē)窗可減輕3.4公斤；注塑成型的進(jìn)氣歧管可在220℃高溫下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作，并可承受極高的內(nèi)壓；由熱塑性聚氨酯制成的充氣式保險(xiǎn)杠能從20毫米的壓縮變形中立刻反彈，恢復(fù)原形；采用由玻纖增強(qiáng)聚合物制成的懸掛彈簧可減輕底盤(pán)系統(tǒng)的重量，使駕駛更加精確，減少震動(dòng)從而提高舒適性。而一種車(chē)用PLA納米粘土增強(qiáng)型生物基塑料已成功研發(fā)。
 
研究顯示，汽車(chē)自重每減少10%，其消耗燃油量將減少6%-8%，而碳纖維強(qiáng)化塑料堅(jiān)固輕巧，不但比鋼輕約50%，比鋁輕約30%，還有著出眾的能量吸收能力，因此非常耐碰撞，對(duì)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化有顯著幫助。
 
    第二，塑料成型容易，使得形狀復(fù)雜的部件加工十分便利。例如儀表臺(tái)用鋼板加工，往往需要先加工成型各個(gè)零件，再分別用連接件裝配或焊接而成，工序較多。而使用塑料可以一次成型，加工時(shí)間短，精度有保證。
 
第三，塑料制品的彈性變形特性能吸收大量的碰撞能量，對(duì)強(qiáng)烈撞擊有較大的緩沖作用，對(duì)車(chē)輛和乘客起到保護(hù)作用。因此，現(xiàn)代汽車(chē)上都采用塑料化儀表板和方向盤(pán)，以增強(qiáng)緩沖作用。前后保險(xiǎn)杠、車(chē)身裝飾條都采用塑料材料，以減輕車(chē)外物體對(duì)車(chē)聲的沖擊力。另外，塑料還具有吸收和衰減振動(dòng)和噪聲的作用，可以提高乘坐的舒適性。
 
   第四，塑料耐腐蝕性強(qiáng)，局部受損不會(huì)腐蝕。而鋼材制作一旦漆面受損或者先期防腐做的不好就容易生銹腐蝕。塑料對(duì)酸、堿、鹽等抗腐蝕能力大于鋼板，如果用塑料做車(chē)身覆蓋件，十分適宜在污染較大的區(qū)域使用。
 
  第五，塑料可根據(jù)塑料的組織成分，通過(guò)添加不同的填料、增塑劑和硬化劑制出所需性能的塑料，改變材料的機(jī)械強(qiáng)度及加工成型性能，以適應(yīng)車(chē)上不同部件的用途要求。例如保險(xiǎn)杠要有相當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度，而坐墊和靠背就要采用柔軟的聚氨酯泡沫塑料。更方便的是塑料顏色可以通過(guò)添加劑跳出不同顏色，省去噴漆的麻煩。有些塑料件還可以電鍍，如ABS塑料具有很好的電鍍性能，可用于制作裝飾條、標(biāo)牌、開(kāi)關(guān)旋鈕、車(chē)輪裝飾罩等。
 
高功能塑料在汽車(chē)中正得到越來(lái)越多的應(yīng)用。使用塑料有助于減輕汽車(chē)重量，汽車(chē)重量每減少10%，燃料經(jīng)濟(jì)性可提高5%，汽車(chē)制造商適應(yīng)塑料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼制材料還可降低成本。塑料可提高汽車(chē)制造商設(shè)計(jì)的靈活性。塑料在汽車(chē)中的成功應(yīng)用更使汽車(chē)成本得以降低，一個(gè)簡(jiǎn)單的注模塑料部件可起到許多金屬部件焊接在一起的功能，塑料可模鑄成比鋼組合件更為復(fù)雜的形狀，可減少集成過(guò)程中所用的部件數(shù)。注模的塑料部件也具有美學(xué)效果，而使用傳統(tǒng)的材料如鋼和玻璃很難達(dá)到，如玻璃前燈透鏡用聚碳酸酯材料替代。
 
 
環(huán)境動(dòng)力正在推動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)商采用基于塑料的汽車(chē)釉料。在許多汽車(chē)生產(chǎn)商的評(píng)估項(xiàng)目中，燃料消費(fèi)和二氧化碳排放是考慮的關(guān)鍵因素。應(yīng)用開(kāi)發(fā)信息表明，用聚碳酸酯（PC）替代玻璃的環(huán)境效益包括重量、安全和設(shè)計(jì)。1千克的PC釉料可替代2.2千克的玻璃，對(duì)于15萬(wàn)公里使用壽命（以美國(guó)轎車(chē)平均消費(fèi)計(jì)），可節(jié)約200~300兆焦的能力和減少14~22千克二氧化碳排放。
 
 汽車(chē)塑料化推廣仍不理想
固然汽車(chē)塑料的優(yōu)勢(shì)很多，然目前在市場(chǎng)上推廣情況卻并非很理想。對(duì)于其原因，超兩成的消費(fèi)者對(duì)安全市場(chǎng)存在誤區(qū)。部分供應(yīng)商也有難言之隱：一些車(chē)企在概念車(chē)的開(kāi)發(fā)中嘗試使用了塑料制品，并在測(cè)試中對(duì)其質(zhì)量和可靠性給予認(rèn)可，然量產(chǎn)時(shí)則給予置棄，主要迫于目前市場(chǎng)認(rèn)知和新車(chē)推廣的壓力。的確在消費(fèi)者固有的觀念里，與鋼鐵相比，塑料在抗撞擊方面略顯單薄。甚至有些媒體也對(duì)汽車(chē)塑料化亦存在“塑料化不上檔次不安全”的偏見(jiàn)。
 
事實(shí)上，材料品質(zhì)和工藝的提升，使材料在強(qiáng)度、硬度、抗沖擊性等方面并不輸于金屬，同時(shí)，材料的彈性是金屬所無(wú)法企及的。同濟(jì)大學(xué)汽車(chē)學(xué)院教授王宏雁表示，車(chē)身在安全性設(shè)計(jì)時(shí)希望能夠通過(guò)結(jié)構(gòu)的變形吸收一部分碰撞能量，以塑料制造的車(chē)身，只要結(jié)構(gòu)涉及合理，制造工藝得當(dāng)，其安全性應(yīng)該比金屬材料車(chē)身要好。
 
超四成的消費(fèi)者則認(rèn)為，汽車(chē)塑料化之所以推廣存在障礙，最大的問(wèn)題是高強(qiáng)度及高性?xún)r(jià)比材料的供給。在此方面，武漢理工大學(xué)汽車(chē)工程學(xué)院博士生導(dǎo)師過(guò)學(xué)迅教授曾表示：汽車(chē)塑料性能還有待提高，例如塑料本身的疲勞期比金屬短，尤其暴露在高溫環(huán)境和接觸汽油時(shí)，老化現(xiàn)象尤其嚴(yán)重，并且應(yīng)用在齒輪或者其他傳力的部位時(shí)，無(wú)法達(dá)到金屬的強(qiáng)度。
 
而國(guó)家汽車(chē)輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟副秘書(shū)長(zhǎng)王智文則提出，目前高端材料長(zhǎng)期受制于國(guó)外技術(shù)壟斷，導(dǎo)致產(chǎn)品成本居高不下，迫使一些企業(yè)放棄高端材料在汽車(chē)上的使用，這不符合國(guó)內(nèi)車(chē)型的市場(chǎng)定位，需要高端材料生產(chǎn)企業(yè)降低成本，同時(shí)需要我們國(guó)內(nèi)企業(yè)加大研發(fā)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的突破。
 
塑料應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)輕量化的重要途徑之一。以白車(chē)身為例，采用纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料材料制作的車(chē)身與鋼制車(chē)身相比，可實(shí)現(xiàn)降重35%的目標(biāo)；如果采用碳纖增強(qiáng)復(fù)合材料，則可達(dá)到降重60%以上的效果。目前，國(guó)際上由塑料制成的車(chē)身已在小批量生產(chǎn)的汽車(chē)中或一些高檔車(chē)型上得到了廣泛應(yīng)用。隨著低壓成型車(chē)身覆蓋件制造技術(shù)研發(fā)的進(jìn)一步深入，塑料車(chē)身部件將在未來(lái)的輕量化和個(gè)性化車(chē)型中具有廣泛的應(yīng)用前景。
 
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