熱塑性復合材料在汽車外飾件上的應用

李瑩瑩

摘要：汽車復合材料是一種以樹脂為基礎的長纖維增強材料，能否回收利用取決于樹脂的性能，如果樹脂是熱固性的，材料也是熱固性的。本文分析了聚丙烯基熱塑性復合材料在使用中的常見問題，闡述了熱塑性復合材料在汽車外飾件中的應用。

關鍵詞：熱塑性復合材料；汽車外飾；應用

汽車復合材料是由長纖維和樹脂增強而成的一種材料，如果樹脂是熱固性的，復合材料是熱固性的，不能回收。以聚丙烯等熱塑性塑料為樹脂的復合材料不僅可以回收利用，而且具有密度低、比強度高、成形性好、設計自由度高、成本低、生產效率高等特點。代替金屬和熱固性復合材料，可以實現輕量化、模塊化和通用化的設計和生產，在汽車工業中得到了廣泛的推廣。

一、汽車復合材料特點

汽車復合材料完全不同于傳統的材料，如鋼、鐵、鋁、塑料和橡膠。它們不是均質的和各向同性的，而是非均質的和各向異性的。與傳統汽車材料相比，汽車復合材料具有以下特點：

1，汽車復合材料設計的性能。汽車復合材料設計的第一步是選擇汽車復合材料中的增強體、基體相等基本組分，并根據復合材料體系確定增強體在汽車復合材料中的體積分數。汽車復合材料的力學性能，以及熱、聲、光、電、防腐、抗老化等物理、化學性能，可以通過選擇和匹配零件材料等工藝設計，最大限度地達到。根據部件和環境條件的要求，進行材料、簾布層設計和界面控制?？冃繕?。因此，可以認為汽車復合材料的性能可以設計，而且具有很大的自由度，可以實現在汽車工業中真正意義上的高性價比的汽車零部件的開發和制造。

2、汽車復合材料可以集成和優化。汽車復合材料的可設計性以及材料-構件制造的同一性，使得實現汽車復合材料的整體優化設計成為可能。通過合理的材料鋪放設計和系統結構優化，解決了汽車復合材料工藝復雜、生產效率低、加工成本高的問題。纖維和織物作為汽車復合材料的增強材料是軟的，基體相樹脂易于流動。因此，汽車復合材料易于實現產品零部件的集成設計，并且可以集成材料、結構和制造工藝進行優化。整體設計和綜合優化可以帶來良好的零件整體性能，便于建模，減少零件和連接件的數量，從而帶來工藝簡化，縮短加工周期，提高生產效率，降低成本。

二、聚丙烯基熱塑性復合材料的常見問題

聚丙烯材料有許多優良的性能，但它也有一些明顯的缺點，下面是簡要介紹使用過程中經常出現的幾個問題。第一個問題是由于聚丙烯是一種非極性聚合物材料，所以它的表面能很低，結晶度相對較高，與涂料等材料的粘結效果很差，直接涂漆，因為粘接強度差，很容易脫落。第二個常見問題是玻璃纖維在表面上的暴露。作為復合材料，最重要的特點是通過調節纖維和樹脂的分布來控制材料的設計，使其能夠更好地滿足材料的要求。在聚丙烯材料中，玻璃纖維通常在20%～40%之間，有時為了提高強度。增加到60%。因此，玻璃纖維一般在使用內部夾層時，不到40%的時間，如果不進行特殊處理，很容易暴露。

三、聚丙烯基熱塑性符合材料制品表面質量措施

對于用聚丙烯材料代替原材料、對外觀要求不高的零件，通過選擇合適的聚丙烯材料、調整比例、改進制造工藝，再通過適當的表面處理，可提高產品的外觀質量。他對外表的要求是可以達到的。

1、材料選擇和配方改進。在選擇材料時，應選擇熔化指數高的材料，以降低粘度，提高流動性。在加強材料強度的過程中，我們不能僅僅依靠選擇高強度樹脂來達到目的，否則會嚴重影響材料的外觀，導致其潤濕性差，不能完全滲透到玻璃纖維中。玻璃纖維的強度不能起到有效的作用，導致其整體強度。度下降。因此如何保證樹脂對玻璃纖維的潤濕性是非常重要的，也是避免纖維暴露的最重要措施。此外，在確定聚丙烯樹脂的配方時，還應考慮聚丙烯樹脂的流動性，使樹脂與玻璃纖維更好地滲透和熔融。

2、成型工藝的改進。成型工藝的改進主要包括注塑成型和注塑成型兩個部分。在注塑成型過程中，用于LFT注塑成型的模具應具有較大的圓形澆口，不要過多的尖角和各種小而深的凹陷或凸起，否則會導致模具表面太多的凸起，使玻璃Fi流動。BER不夠光滑。當零件數量不是很大時，我們可以使用短纖維設備來制造長纖維材料，但是我們需要使用專用設備來制造大生產量。在成型過程中，無論是GMT材料還是LFT材料，在加工前都要進行加熱，提高加熱溫度，縮短加熱出口與壓力機之間的距離，以減少熱損失，保證更好的材料流動、成型速度和壓力等。演員是非常重要的。較大的壓力機和更快的成型速度使它們能夠更好地流動。給料方式和賦形劑還應考慮物料的流動性，使物料的流動距離相對較大，從而使其位移均勻。在模具設計過程中，為避免因流動性差而引起的表面質量和影響，在大型曲面的設計中必須確保一定的弧度。

3、表面處理。腐蝕圖案是一種常見的表面處理方法，它能有效地提高零件的表面質量，使一些表面問題變得不明顯。常見的圖案有皮革圖案、磨砂粒等。腐蝕圖案之間的過渡應該是平滑的，零件側面或法蘭上的圖案與脫模方向之間的角度不應超過15度。熱塑性復合材料汽車外表面零件如保險杠、側板、翼板、導板等常采用噴涂工藝。聚丙烯復合材料的噴涂工藝比較復雜，需要預處理、噴涂底漆和噴涂面漆三個步驟。預處理可以在材料表面產生極性基團。如果材料的基礎樹脂已經極化，或者PP涂料的附著力良好，則可以在沒有預處理的情況下進行。預防預處理有兩種主要方法：物理法和化學法?；瘜W方法包括氯化、酸洗、紫外線照射和等離子體聚合。物理方法包括火焰法、噴霧法、電暈法和激光法。采用不同的預處理方法，得到了實驗結果。不同的，所以可以采用多種方式同時進行。目前，采用聚丙烯噴涂性能改性的方法較為普遍，但復合材料改性有一定的難度，還需要通過研究找到穩定的配方。通過聚丙烯分子與底漆分子之間形成的化學鍵，可以有效地提高底漆在零件表面的附著力。對于面漆，最重要的是裝飾性、耐腐蝕性、耐磨性和環境性能，當表面質量差時，可以使用黑色面漆來阻擋缺陷位置。噴漆工藝比較復雜，所以在一些小規模生產中不會用這種方式，往往采用另一種比較簡單的方式來代替，也就是涂裝方法。PC復合膜、PET膜、PMMA膜和TPE膜在聚丙烯復合材料層壓中經常使用。具體的選擇需要根據不同的部位和使用不同的實際選擇。貼片工藝可與壓膜同時進行，或加熱后再加熱，將薄膜放入壓力機后，對薄膜上的膠粘劑進行加熱熔化，并與零件粘接，達到美化零件外觀的效果。

汽車材料向著輕質、復合材料和環保型方向發展。通過采取“以塑代鋼”、“以輕代重”的措施，復合材料逐漸得到廣泛應用。復合材料正逐漸取代金屬材料。同時，熱固性復合材料有被易于回收利用的熱塑性復合材料取代的趨勢。通過各種改性方法賦予復合材料高性能。復合度日益增加，應用范圍不斷擴大?？梢灶A見，隨著汽車工業的快速發展和復合材料技術的提高，復合材料在汽車零部件中的應用前景將越來越廣闊。

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