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汽车防噪高分子材料是个大市场您知道吗?

作者:小联 来源: 日期:2017-10-10 21:50:11 人气: 标签:吸水高分子材料

  随着我国加入WTO,国内汽车市场成为国际汽车厂家的竞技场,各汽车厂商争相推出最具市场竞争力的产品。在竞争激烈的市场上,同档次车型在常规性能方面的综合“性价比”越来越相似,顾客要求越来越高,需要汽车生产厂家推出性能更好的汽车产品。乘驾舒适性作为用户对汽车的第一印象及感觉,可以直接影响顾客的购买,从而影响市场占有率和销售量。在此背景下,提高车辆噪声控制水平已成为新的竞争焦点、技术发展方向和重要的的市场卖点,与安全性能、动力性能、耐久可靠性能、时尚环保等构成重要的购买要素。

  目前汽车NVH(噪音、振动、声振舒适性)性能已经成为影响新车型开发成功与否的重要因素之一,国外大型汽车厂家如丰田、通用、福特、克莱斯勒、宝马等从80年代以来已经设立专门的NVH研究部门,将约1/5的开发费用用于对NVH产生机理、途径和解决方案的系统研究,以寻求系统解决方案,提升车辆的NVH性能。近年国内汽车厂家也开始从只关注车辆的成本、外观、安全性、燃油经济性等方面到开始重视NVH问题,总体而言,国内对于NVH的研究和解决属于刚刚起步阶段,虽然发展很快,但大部分国内汽车企业对改善NVH做法属于“亡羊补牢”,车型研发生产出来后发现不理想才开始考虑减振降噪。部分大的汽车企业如一汽、奇瑞汽车、福田汽车、长安汽车、吉利汽车等厂家已开始“未雨绸缪”,分别成立了专门的NVH部门或聘请国外专业NVH降噪公司针对相关车型制定专业降噪方案,在车辆NVH提升方面取得了不错的效果。

  1.对激励源直接采取措施,消除激励源称为主动降噪措施,譬如提高发动机制造水平,增加车身刚度等等;

  2.对已产生的振动和噪音在其过程中采取补强、减振、阻尼、密封、隔音、吸音、消音等措施降低其影响称为被动措施。

  1.要阻燃。这是涉及到安全的性能,是国家强制性要求,也是目前降噪材料的唯一一个国家强制标准。

  2.要环保。既要气味小,雾化小,又要VOC的排放小,更不能使用石棉、玻璃棉或者重金属等对人体危害大的材料。VOC性能要求有可能近期会成为第二个国家强制标准。

  4.可靠性好。在经过高低温等恶劣因素影响后,仍然能保持性能稳定。有的外部降噪材料还要防水防潮。

  目前高分子减振降噪材料在汽车上的应用非常普通,从发动机舱到车身内表面、车门内表面、车身内部到顶棚、地毯、行李箱零件再到车外轮罩等都得到了应用,这些材料和由材料制成的零部件就像一个“包装(package)”一样把车身包住了,它们的目的又是为了降低噪音,所以在汽车NVH专业术语里,我们把这些用途为降噪的高分子材料统称为“声学包装”。

  聚氨酯(PU)软泡、聚氨酯(PU)硬泡、聚氨酯(PU)半硬泡-轻质泡沫、开孔三元乙丙橡胶(EPDM)泡沫、乙烯-醋酸乙烯(EVA)泡沫、聚乙烯(PE)泡沫、涤纶(PET)纤维、丙纶(PP)纤维、棉纤维、尼龙(PA)纤维等

  吸能性:丁基橡胶分子结构总缺少双键,且侧链甲基分布密布密度较大,因此具有良好的吸收震动和冲击能量的特性。

  乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)是由乙烯和乙酸乙烯共聚而制得,醋酸乙烯(VA)含量在5%~40%。与聚乙烯相比,EVA由于在分子链中引入了醋酸乙烯单体,从而降低了其结晶度,提高了其柔韧性、抗冲击性、填料相容性和热密封性能,被广泛应用于发泡鞋料功能性棚膜、包装膜、热熔胶、电线电缆等领域。

  EVA特性:具有良好的柔软性,橡胶般的弹性,在-50℃下仍能够具有较好的在-50℃下仍能够具有较好的可挠性,透明性和表面光泽性好,化学稳定性良好,抗老化和耐臭氧强度好,无毒性。与填料的掺混性好,着色和成型加工性好。

  隔音机理:EVA中存在支链,分子间内摩擦增加,了大分子链的运动,同时EVA中酯基氢键产生的物理交联,使大分子链运动困难,声音传递过程中生能消耗变大,材料隔声性能得到提高。

  优点:EVA隔音材料与其他材质的隔音材料相比,综艺大的优点就是环保无任何异味,完全复合欧盟RoSH环保要求,材质细腻光洁、密实,耐低温性好,具有防潮、防震、隔音、保温、可塑性佳、韧性强、循环再造、环保、抗撞力、防震防滑能力强等诸多优点。已具有很好的抗化学性能和加工性能,而且成本较其他材料低。

  突出的耐老化性能:分子链上无不饱和建,因此是最耐老化,耐臭氧的橡胶。其耐臭氧性是氯丁橡胶的5倍,耐候性是丁苯橡胶的100倍。

  EPDM分子结构中无极性取代基,分子内聚能低,分子链可在较宽范围内保持柔韧性,仅次于天然橡胶和顺丁橡胶,并在低温下人能保持。

  低密度高填充性:EPDM的比重很小,可大量充油和加入填充剂,降低橡胶制品的成本。并且对高门尼值EPDM来说,高填充后物理机械性能降低幅度不大。

  EPDM隔音材料与在制作过程中填充了高密度矿物质,增加了隔音材料的面密度,因为EPDM的高填充性,所以三元乙丙橡胶在保持优良性和阻尼性能的前提下,比重可达2.5以上,具有很好的隔音性能。同时EPDM具有优异的综合性能,因此EPDM在汽车隔音材料上得到了广泛应用。

  虽然EPDM隔音材料与其他隔音材料(例如PVC/EVA)相比,无毒环保,综合性能优异,但成本要高出好多,所以为了降低成本以及获得更加综合的性能,一般会与其他隔音材料复合使用。

  POE有很窄的相对分子质量分布和短支链,因而具有优异的物理机械性能(高弹性、高强度、高伸长率)和良好的低温性能;

  POE与乙丙橡胶相比,具有更好的电绝缘性、耐热氧化老化性,它可以重复加工利用,因此可以代替一部分EPDM的应用。在防噪材料上的应用还不是很广泛,一般作为辅助材料用。

  其结构特征不同于用高分子合成方法制备的其他热塑性弹性体(POE/SEBS/TPU)。TPV是由橡胶和塑料组成的一种结构复杂的高分子复合材料。在TPV的塑料连续相中分散着大量的交联橡胶粒子。TPV产品中用量最大的是EPDM/PP。

  TPV以其特有的阻尼性和低压缩形变性能,一般用于汽车隔音降噪的密封材料。与传统的PVC、EPDM密封材料相比,其具有以下特点:

  软段:长链多元醇,控制TPU的低温性能,耐溶剂性和耐候性。包括端羟基聚酯和端羟基聚醚,故TPU分为聚酯型TPU和聚醚型TPU。

  TPU本身良好的阻尼减震性,所以可用于汽车减震隔音材料上。值得注意的是微发泡TPU的发展,微发泡TPU与未发泡TPU相比,密度减轻20%~60%;抗冲击性能可提高5~7倍,同时具有隔音、隔热、减震等功能。可以作为一种良好的汽车防噪材料。

  近30多年来,国际上汽车高分子材料尤其是塑料的用量在不断增加,平均每辆车上塑料的用量从20世纪70年代初的50--60kg已发展到目前的150kg,而且增长还在继续。在日本、美国和欧洲等发达国家中,每辆轿车平均使用塑料已超过150kg,占汽车总重量的10%,而且这种趋势在今后将会越来越明显,市场潜力将会越来越大。

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