Файл: Шнуров, В. Н. Состояние и перспективы развития потребления полиолефинов, полистирольных пластмасс и фторсодержащих полимеров в автомобильной промышленности за рубежом.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.11.2024
Просмотров: 28
Скачиваний: 0
По прогнозам американски экономистов, в текущем десятилетии,
как и в 60-е года, наиболее высокими темпами в автомобилестрое нии будет увеличиваться потребление термореактивных пластмасс.
За период 1970-1980 г г . их использование возрастет в 4 ,2 раза,
а крупнотоннажных термопластов - в 3 ,2 раза [5] .
Полагают, что главным направлением использования пластмасс в автомобилестроении будет применение структурированных и армиро ванных пластмасс, главным образом термостойких [20] .
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛИОЛЕФИНОВ,
ПОЛИСТИРОЛЬНЫХ, ФТОРСОДЕРЖАЩИХ И ДРУГИХ ПЛАСТМАСС
в Ав т о м о б и л ь н о й п р о м ы ш л е н н о с т и с ш а
И СТРАН ЗАПАДНОЙ ЕВРОПЫ
Как уже упоминалось, из всех видов пластмасс и синтетических смол наибольшее распространение (помимо уретановых смол, ПВХ и ненасыщенных полиэфиров) получили ПП и сополимер АБС. В амери канском автомобилестроении только в 1974 г . объем потребления
АБС превысил объем потребления ПП, который на протяжении долгого времени на 12-16% превышал расход АБС. В западноевропейском автомобилестроении из этих двух материалов лидирует АБС. Потреб ление АБС для производства стандартных автомобилей, по крайней мере американских марок, в перспективе близко к насыщению; по прогнозам американских специалистов, потребление его в '1980 г .
составит всего лишь 77 тыс. т , |
т .е . |
в два с лишним раза меньше |
||
расхода ПП в том же году |
(см . |
табл. |
2 ,3 ) |
[6] . |
Значительного объема, особенно в США, достигло также исполь |
||||
зование в автомобильной |
промышленности ПЭ в .п . |
|||
Определенное место в |
ассортименте пластмасс, находящих при |
|||
менение в автомобильной |
промышленности, |
занимают фторсодержащие |
||
полимеры. |
|
|
|
|
Ниже приводятся примеры использования в американском и западно европейском автомобилестроении перечисленных, а также других ви дов пластмасс.
В приложении I показан современный уровень потребления пласт масс в автомобильной промышленности стран Западной Европы.
10
В приложении 2 дана структура потребления полиолефинов, полисти рольных и других пластмасс в автомобилестроении стран Западной Европы.
Полипропилен (ПП)
Из полиолефинов наибольшее распространение в автомобилестрое нии полупил ПП.
Полипропилен - термопластичный материал, сравнительно недоро гой, пригодный для эксплуатации при температурах до 80-100°.
Он теплостоек, не обнаруживает тепловой деформации при довольно высоких температурах, уступая при этом лишь полиацеталю, поли карбонату и найлону. Низкая плотность ПП в сочетании с малой стоимостью обусловливает вдвое меньшую стоимость полипропилено вых деталей по сравнению с деталями из полиацеталей или металла. ПП отличается также стойкостью к смазкам и маслам, не растрески
вается под действием окружающей среды, как полиэтилен, в при сутствии ряда детергентов. Высокое сопротивление усталости при изгибе и растрескивании под напряжением делает его идеальным ма териалом для конструирования различных шарниров.
Эти свойства в сочетании с хорошими диэлектрическими показа
телями, высокой прочностью при растяжении, высоким поверхност ным электрическим сопротивлением и влагостойкостью открывают'
широкие потенциальные возможности применения ПП в автомобиле строении.
В настоящее время в среднем около 15% общего потребления ПП в ведущих капиталистических странах приходится на автомобиле строение.
Если в США. в I960 г . ПП в автомобилях совсем не применялся, то в 1973 г . потребление ПП составило около 10,5 кг на один авто
мобиль, а |
К 1980 Г ., |
ПО прогнозам фирмы " H e r c u l e s Polym ers", |
|
возрастет |
до 20 кг. |
Только за период 1972-1973 г г . |
использова |
ние ПП в |
американской автомобильной промышленности |
возросло с |
|
77270 до 95450 т . Предполагается, что в ближайшие четыре года в
автомобилестроении США будет потреблено |
около |
160000 т /г о д ПП, |
||
т .е . |
вдвое больше, чем в настоящее |
время |
[14,21,22] . |
|
В |
некоторых марках автомобилей, |
в том числе |
и западноевропей |
|
ских (например, "Avenger" и "Ford E scort"), 25-30 |
деталей |
выпол |
||
нены из |
ПП. Считают, что если реализовать |
все возможности |
исполь |
|
зования |
ПП в легковых автомобилях, то это |
составит |
свыше |
70 де- |
II
талей. Прежде всего это детали системы обогрева и вентиляции и интерьера, мелкие колпачки, кнопки и т .п . при этом во внимание не принимаются. Наибольшим спросом пользуется металлизированный ПП и ПП, усиленный тальком и стекловолокном [23] •
Система обогрева и вентиляции
Вентиляторы. Пластмассовые вентиляторы используют в большом
количестве в современных легковых автомобилях (см . приложение
2 ) . Для их изготовления применяются в основном ПП и найлон, в частности усиленный стекловолокном. Почки во всех серийных западногерманских автомобилях вентиляторы изготавливают из ПП.
Первый вентилятор из ПП был установлен в Фиате в I960-I96I гг .
Другие фирмы тотчас же переняли это новшество, когда выяснилось,
что ПП надежно выдерживает собственную нагрузку и в использова нии найлона или полиацеталей нет необходимости. Вентиляторы из
ПП работают в |
некоторых автомобилях (t> p e i", "F ord", в ш |
) |
с |
||
окружной скоростью до 100 м /сек |
(выдерживая скорости до 150 |
м /сек) |
|||
и при температурных нагрузках до 100°(например, ПП марки |
Hosta- |
||||
le n PPN-I075 |
западногерманской |
фирмы |
'frarbwerke Hoecbst AG" ) . |
||
Недавно полипропиленовые вентиляторы стали применять и в |
|
||||
серийных грузовых автомобилях. |
Самый большой вентилятор из |
стек |
|||
лоусиленного ПП (в автобусах и асфальтоукладчиках) имеет диаметр
крыльчатки 600 мм.
КОжух вентилятора. Для лучшей подачи воздуха вентиляторы
в последних марках автомобилей помещают в так называемый возду ховодный кожух. Для этого в США впервые был использован асбесто
усиленный ПП. Еще в 1968 г . в США для производства кожухов вен тиляторов было потреблено 4 ,5 ты с.т асбестоусиленного ПП. В гру
зовых автомобилях устанавливают толстостенные кожухи из вспе
ненного ПП. Так как кожух укрепляется непосредственно на кузове, он постоянно подвержен вибрации. В данном случае активно исполь
зуются высокая стабильность размеров и ж есткость, а также низкая
ползучесть, хорошая коррозионная стойкость и звукоизоляционные свойства данного материала.
В конструкции кожуха вентилятора на автомобилях в одной де
тали с кожухом формуются резервный бачок для жидкости системы охлаждения и резервуар для жидкости смывания ветрового стекла.
Уровни жидкости видны снаружи, так как стеклоусиленный ПП, ис
пользующийся |
для |
этой комбинированной детали, |
прозрачен. |
||
В 1973 |
г . для изготовления 600 тыс. |
таких деталей |
было израсхо |
||
довано |
1,13 |
ты с.т |
стеклоусиленного |
ПП [24, 25] . |
‘ |
12 |
|
|
|
|
|
Камера приточного воздуха! Известный экономический эффект
дает использование Ш для изготовления литьем под давлением ка
меры приточного воздуха, выполнявшейся ранее из нескольких жестя ных деталей.' Полипропиленовая камера в машине "Volkswagen* состоит из нескольких деталей, соединяемых с помощью штырей и впоследст вии свариваемых ультразвуком. Высокая стабильность размеров литье вых деталей обеспечивает легкий и быстрый монтаж. Использование ПП исключает проблемы коррозии и уплотнений [26] .
Воздуховоды и распределители приточного и нагретого возд у -
х&. Воздуховоды в системе обогрева и вентиляции в зависимости от температурной нагрузки выполняются либо из ПЭ, либо из ПП
(обычного и усиленного) литьем под давлением или выдувным формо ванием. Детали воздухораспределительного устройства изготавливают из стеклоусиленного ПП.* Такие детали нашли применение в дополни тельной бензоэлектрической системе обогрева автомобилей высокой проходимости.
Требования к качеству теплообменников многосторонни: они должны обладать высокой прочностью, хорошей формоустойчивостью при высоких температурах, стойкостью к короблению.
Обычный ПП, который удовлетворяет перечисленным требованиям,
в отличие от АБС, использущ егося для этой же цели, недостаточно жесток для изготовления из него корпусов обогревателей и двига телей с наддувом. Для этого применяются усиленные сорта ПП. Жест кость их в зависимости от процентного содержания усилителя силь но возрастает. Например, модуль упругости при статическом изгибе композиций ПП с 20 и 40% талька составляет 23000 и 40000 кгс/см ^
соответственно, тогда как у чистого ПП он равен 16000 кгс/см ^ .
Примечательно, что при этом уже достаточно высокая формоустойчи-
вость еще более повышается. Кратковременное воздействие темпера туры до 150° не вызывает деформации таких материалов.
Корпуса обогревателей некоторых серийных автомобилей сред него класса получают за одну рабочую операцию из ПП, усиленного тальком [27] .
Интерьер
Характерные особенности ПП открывают широкие возможности его применения Для оформления салона автомобиля (здесь он , бсобенно в последнее время, успешно конкурирует с АБС). Для этой цели ак тивно используются такие свойства ПП, как хорошая коррозионная
13
стойкость, легкая перерабатываемостъ, низкий удельный вес и свя занная с этим низкая стоимость ПП.
С тонки зрения экономии в весе особый интерес представляют детали обдиповки интерьера (дверей, боковых стенок, облицовка рулевой колонки - например, на машинах "ор ех ", "Ford", "Andi")t
Наиболее крупные детали интерьера используются в настоящее время в салонах американских автомобилей. Это облицовки дверей и боко вых стенок, выполненные монолитно с карманом. Одна из оямыт круп
ных таких литьевых деталей весит 3,25 кг (машина "Lincoln con ti n e n ta l"). Облицовка двери на
ше 2 кг.
Начинают применять крупные детали и в европейском автомобиле
строении. Боковая облицовка салона одного из английских автомо
билей весит 1 ,6 кг и выполнена из легкотекучего сополимера пропи
лена. По причине значительной величины поверхности детали для ее изготовления требуется усилие замыкания формы литьевой машины выше 1100 т.
В ФРГ самыми крупными литьевыми деталями из ПП в салоне авто
мобилей являются туннельные консоли и облицовка боковых стенок.
Для облицовки преимущественно используется легкотекучий сополимер
пропилена Hostaien ррся vp-ib65, отличающийся хорошей ударопроч ностью при низких температурах и незначительной склонностью к деформации. Облицовка рулевой колонки выполняется из двух литьевых деталей, соединенных винтами. Слегка шероховатая или матовая по
верхность таких деталей исключает нежелательное светоотражение с поверхности.
На некоторых марках западногерманских машин установлены под локотники и пепельницы, отлитые из ПП за один впрыск. Кожеподоб ная фактура придает им благородный вид. В этом случае с использо ванием ПП достигнут большой экономический эффект [27, 28] .
Легкотекучие сорта ПП (например, Hostaien ррт -1080) идут для изготовления деталей приборной панели'. Применяемые для этой цели сорта отличаются особенно высокой поверхностной твердостью и стойкостью к царапанию. Матовая или текстурированная поверхность делает материал не чувствительным к отпечаткам пальцев.
При использовании полипропиленовой решетки репродуктора внешний шум и собственная вибрация решетки не искажают звуковую тональность.
Интересно применение ПП для изготовления педали акселератора.
Педаль, ранее состоявшая из трех деталей, выполняется за одну
14