مروری بر مواد پلیمری برای کاربردهای خودرو

2-1 (پلی کربنات (PC)

پلی کربنات ها معمولا برای کاربرد در صنعت خودرو استفاده می شوند. آنها عمدتا در شرایط غیر تقویت شده استفاده می شوند. پلیمر پلی کربنات آمورف ترکیبی نادر از سفتی، سختی و چقرمگی را ارائه می دهد. این ویژگی‌های هوازدگی، خزش، ضربه، نوری، الکتریکی، حرارتی و مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش را نشان می‌دهد و سطح شفافیت آن تقریباً مانند اکریلیک است.

کاربردها: ضربه گیر، لنز چراغ جلو، صفحه نمایش امنیتی، پانل هواپیما، لنز عینک، لنز چراغ جلو، کلاه ایمنی و جایگزین های شیشه ضد گلوله.

2-2) اکریلونیتریل/بوتادین/استایرن (ABS)

اکریلونیتریل بوتادین استایرن یک ترموپلاستیک بادوام است. این یک کوپلیمر است که با پلیمریزاسیون استایرن و اکریلونیتریل در حضور پلی بوتادین ساخته می شود. استایرن به پلاستیک سطحی براق و غیر قابل نفوذ می دهد. بوتادین، یک ماده لاستیکی، انعطاف پذیری را حتی در دماهای پایین فراهم می کند. برای بهبود مقاومت در برابر ضربه، چقرمگی، مقاومت در برابر حرارت، آب و هوا و مقاومت در برابر برخی مواد شیمیایی، می توان تغییرات مختلفی را انجام داد.

موارد استفاده: قطعات بدنه خودرو، داشبورد، تولید روکش چرخ، پوشش و آستر.

2-3) پلی آمید. (PA، 6/6، و 6)

پلی آمید با نام نایلون 6.6 یا نایلون 6 شناخته می شود. این نایلون یک نایلون عمومی است که هم می تواند قالب گیری و هم اکسترود شود. نایلون 6/6 دارای خواص مکانیکی خوب و مقاومت در برابر سایش است. آنها اغلب زمانی استفاده می شوند که هزینه کم، استحکام مکانیکی بالا، مواد سفت و سخت و پایدار مورد نیاز باشد. آنها همچنین آب را به راحتی جذب می کنند و اجزاء در شرایط مرطوب یا مرطوب منبسط می شوند و مانع استفاده از آنها در کاربردهایی می شوند که پایداری ابعادی مورد نیاز است. کاربرد اصلی پلی آمید ساخت قطعاتی است که در زیر درب موتور قرار دارند و عمدتاً از انواع پلی آمید (PA) تقویت شده با فایبرگلاس استفاده می کنند.

کاربردها: چرخ دنده ها، بوش ها، بادامک ها، بلبرینگ ها، هرزگردها، پوشش های ضد آب و هوا.

2-4) پلی وینیل کلراید(PVC)

این ماده ای است که در صنعت خودروسازی برای ساخت محافظ برای کف پایین خودرو، برای پوشش داخلی و پوشش کابل های برق در خودرو استفاده می شود. ترکیبات قالب گیری پلی وینیل کلراید را می توان با اکسترود، قالب تزریقی، قالب گیری فشرده، تقویم و قالب گیری دمشی برای تشکیل طیف وسیعی از محصولات، سفت یا انعطاف پذیر بسته به مقدار و نوع نرم کننده های مورد استفاده، تشکیل داد. مقاومت خوبی در برابر حمله شیمیایی و حلال دارد. محتوای وینیل آن استحکام کششی خوبی به آن می دهد و برخی از گریدها انعطاف پذیر هستند. رنگی

یا مواد شفاف موجود است. پی وی سی انعطاف پذیری خوبی دارد، مقاوم در برابر شعله است، و دارای پایداری حرارتی خوب، براقیت بالا و محتوای سرب کم (تا بدون) است.

کاربردها: پانل های ابزارآلات خودرو، روکش کابل های برق، لوله ها، درها، لباس های ضد آب و مخازن مواد شیمیایی.

2-5 (پلی پروپیلن.(PP)

این پلی اولفین به آسانی با پلیمریزاسیون پروپیلن با کاتالیزورهای مناسب، عموماً آلکیل آلومینیوم و تتراکلرید تیتانیوم تشکیل می شود. خواص پلی پروپیلن با توجه به وزن مولکولی، روش تولید و کوپلیمرهای درگیر متفاوت است. به طور کلی پلی پروپیلن مزایای خاصی را در بهبود استحکام، سفتی و قابلیت دمای بالاتر نسبت به پلی اتیلن نشان داده است. پلی پروپیلن به دلیل استحکام خاص خوب خود با موفقیت در شکل دهی الیاف استفاده شده است، به همین دلیل است که بزرگترین کاربرد پلی پروپیلن است [1]. پلی پروپیلن همچنین یکی از سبک ترین پلاستیک های موجود با چگالی 0.905 گرم بر سانتی متر مربع است. از نظر شیمیایی بسیار مقاوم است و تقریباً به طور کامل در برابر آب غیر قابل نفوذ است. رنگ مشکی بهترین مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش را دارد و به طور فزاینده ای در صنعت ساخت و ساز استفاده می شود [2].

کاربردها: سپر خودرو، مخازن شیمیایی، عایق کابل، جعبه باتری، بطری، قوطی بنزین، فرش های داخلی و خارجی، الیاف فرش.

2-6 (پلی اورتان. (PUR)

پلی اورتان ها خانواده بزرگی از پلیمرها با طیف وسیعی از خواص هستند و همه آنها بر اساس محصول واکنش یک ایزوسیانات آلی با ترکیبات حاوی یک گروه هیدروکسیل استفاده می شوند. پلی اورتان ها ممکن است ترموست یا گرمانرم، صلب و سخت یا انعطاف پذیر و نرم، جامد یا سلولی با واریانس خواص زیاد باشند. کاربردهای اصلی در پوشش ها، الاستومرها و فوم ها می باشد. پلی اورتان دارای مقاومت سایشی عالی اما هیسترزیس بالایی است. فوم های پلی اورتان سفت و سخت به دلیل ترکیبی از انتقال حرارت کم و مقرون به صرفه بودن به طور گسترده ای به عنوان مواد عایق مورد استفاده قرار گرفته اند. استفاده به عنوان عایق و سایر کاربردها با قابلیت دمای بالای حدود 250 درجه فارنهایت محدود شده است. پلی اورتان ها در نور مستقیم خورشید یا در تماس با اکثر حلال های آلی به خوبی زنده نمی مانند. دو نوع پلی اورتان رایج است: پایه پلی استر و پلی اتر، که این ساختارهای ستون فقرات در واقع بخش قابل توجهی از رزین به اصطلاح پلی اورتان را تشکیل می دهند. [3]

موارد استفاده: صندلی فوم انعطاف پذیر، پانل های عایق فوم، چرخ ها و لاستیک های الاستومری، بوش های تعلیق خودرو، بالشتک ها، ترکیبات گلدان الکتریکی، قطعات پلاستیکی سخت.

2-7 (پلی استایرن. (PS)

پلی استایرن یک پلیمر آمورف و شیشه ای است که عموماً سفت و نسبتاً ارزان است. پلی استایرن پر نشده ظاهر درخشانی دارد و اغلب به عنوان PS کریستال یا پلی استایرن عمومی (GPPS) شناخته می شود. گریدهای پلی استایرن ضربه ای بالا (HIPS) با افزودن لاستیک یا کوپلیمر بوتادین تولید می شوند که باعث افزایش چقرمگی و استحکام ضربه ای پلیمر می شود. پلی استایرن ها دارای خواص جریان خوبی در دماهای ایمن زیر محدوده تخریب هستند و به راحتی می توان آنها را اکسترود کرد، قالب گیری تزریقی یا فشرده سازی کرد. مقادیر قابل توجهی پلی استایرن به شکل دانه های قابل انبساط حرارتی حاوی یک عامل دمنده مناسب تولید می شود که در نهایت منجر به تولید محصولات پلی استایرن فوم شده آشنا می شود [4]. به طور طبیعی شفاف، پلی استایرن مقاومت شیمیایی و الکتریکی بسیار خوبی از خود نشان می دهد. درجه های براقیت بالا و ضربه بالا به طور گسترده در دسترس هستند. این پلاستیک آسان برای ساخت در برابر نور UV مقاومت ضعیفی دارد [5].

موارد استفاده: محفظه تجهیزات، دکمه ها، اتصالات خودرو، پایه های نمایشگر.

2-8 (پلی اتیلن .(PE)

پلی اتیلن عضوی از خانواده مهم رزین های پلی الفین است که از پلیمریزاسیون گاز اتیلن H2C=CH2  به دست می آید و تا حد زیادی بزرگترین پلیمر تجاری حجمی است. این پلاستیک پرمصرف ترین پلاستیک در جهان است. این ترموپلاستیک در طیف وسیعی از انعطاف‌پذیری‌ها و سایر خواص بسته به فرآیند تولید موجود است و مواد با چگالی بالا سفت‌ترین آنها هستند. پلی اتیلن را می توان با طیف گسترده ای از ترموپلاستیک ها تشکیل داد. این مواد به ویژه در مواردی که مقاومت در برابر رطوبت و هزینه کم مورد نیاز است مفید است. پلی اتیلن با چگالی کم معمولاً دارای مقدار چگالی بین 0.91 تا 0.925 گرم بر سانتی متر مکعب است، پلی اتیلن با چگالی کم خطی در محدوده 0.918 تا 0.94 گرم بر سانتی متر مکعب است، در حالی که پلی اتیلن با چگالی بالا از 0.935 تا 0.96 g/cm³ و بالاتر از [6] .

موارد استفاده: بدنه خودرو (تقویت شده با شیشه)، عایق الکتریکی.

2-9 (پلی اکسی متیلن .(POM)

 POM (Polyoxymethylene) که با نام های استال، پلی استال و پلی فرمالدئید نیز شناخته می شود، یک پلیمر مهندسی با کارایی بالا است. در قطعات دقیقی که به سختی بالا، اصطکاک کم و پایداری ابعادی عالی نیاز دارند استفاده می شود. این خواص در دماهای پایین پایدار هستند. POM  همچنین در برابر مواد شیمیایی و سوخت بسیار مقاوم است.

کاربردها: تزئینات داخلی و خارجی، سیستم های سوخت، چرخ دنده های کوچک، راهنماهای پنجره، کوره بلندگو، زیپ، فندک، دریچه های آئروسل، بست ها و اجزای مبلمان.

2-10 (اکریلیک (PMMA)

) PMMAاکریلیک) یک ترمو پلاستیک شفاف است. اغلب به عنوان جایگزینی سبک یا مقاوم در برابر شکستن شیشه و مقاومت خوب در برابر اشعه ماوراء بنفش و آب و هوا، کیفیت نوری بالا و پرداخت سطحی با طیف رنگی عظیم استفاده می شود. ارزانتر از رایانه شخصی است، اما در عین حال بیشتر مستعد خراش و شکستگی است.

برنامه های کاربردی: ویندوز، نمایشگر، صفحه نمایش.

2-11 (پلی بوتیلن ترفتالات (PBT)

پلی بوتیلن ترفتالات دارای مقاومت شیمیایی و خواص الکتریکی خوب، مواد سخت و سخت با جذب آب، مقاومت بسیار خوب در برابر تنش های دینامیکی، پایداری حرارتی و ابعادی است، به دلیل تبلور سریع و خنک شدن سریع ساخت آسانی دارند.

کاربردها: محفظه و قاب چراغ مه شکن، قطعات جلویی سقف آفتابگیر، محفظه سیستم قفل، دستگیره درها، سپرها، اجزای کاربراتور و غیره.

2-12) پلی اتیلن ترفتالات  (PET)

پلی اتیلن ترفتالات دارای شرایط مشابه PBT ، پایداری حرارتی خوب، خواص الکتریکی خوب، جذب آب بسیار کم و خواص سطحی عالی است. بیشتر برای ایجاد الیاف مصنوعی و بطری های پلاستیکی استفاده می شود. ممکن است آن را روی برچسب لباس ها با نام "پلی استر" تشخیص دهید.

کاربردها: بازوی برف پاک کن و محفظه دنده آنها، نگهدارنده چراغ جلو، پوشش موتور، محفظه کانکتور و غیره.

2-13 اکریلونیتریل استایرن آکریلات  (ASA)

مواد ASA (اکریلونیتریل استایرن آکریلات) دارای چقرمگی و سفتی عالی، مقاومت شیمیایی خوب و پایداری حرارتی، مقاومت فوق العاده در برابر آب و هوا، پیری و زرد شدن، و براقیت بالا است. مراقب باشید این مواد نسوزند که باعث ایجاد دود سمی خواهد شد.

کاربردها: مسکن، پروفیل، قطعات داخلی و برنامه های کاربردی در فضای باز.

در طراحی خودرو، پلاستیک ها به نوآوری های متعددی در ایمنی، عملکرد و بهره وری سوخت کمک کرده اند. با این حال نیاز به تحقیق و بهبود بی پایان دارد. کارشناسان برجسته می گویند که ساده ترین و کم هزینه ترین راه برای کاهش مصرف انرژی و آلاینده های یک وسیله نقلیه، کاهش وزن خودرو است. تخمین زده می شود که هر 10 درصد کاهش وزن خودرو بین 5 تا 7 درصد در مصرف سوخت صرفه جویی می کند. بنابراین به ازای هر کیلوگرم کاهش وزن خودرو، پتانسیل کاهش انتشار دی اکسید کربن تا 20 کیلوگرم وجود دارد. گنجاندن مواد سبک وزن در خودروها یک ضرورت و نیاز مشترک ماست [7].