樹脂復合材料在汽車內飾中的應用

摘 要：隨著汽車工業的迅速發展，樹脂復合材料以質量小、強度高、耐腐蝕、價格低等特點在汽車內飾中占有獨特的地位。文章首先對樹脂復合材料的性能特點、分類和組成進行了具體的介紹，然后對天然纖維增強熱塑性復合材料的在汽車內飾上的應用進行了詳細的論述，以期望對樹脂復合材料在汽車內飾中的推廣應用起到較好的促進作用。

關鍵詞：樹脂復合材料；汽車內飾；應用

1 引言

隨著社會的發展，世界汽車工業逐漸趨向輕量化、低成本化，同時新型材料在汽車內飾中的應用也引起了越來越多的生產廠家的關注和重視，比如汽車的隔音防震功能、碰撞的應急保護措施、汽車內部環境的舒適度、汽車內電子設備的應用及其使用壽命等。因此汽車內飾要求制作原料必須具備較好的強度和韌性、較低的質量與成本、良好的隔音效果等性能，這就要求內飾部件的材料組成復雜，制作工藝也需要更高的勞動含量。為了能夠保證汽車的競爭力，汽車的研究人員對汽車內飾的研究和開發也越來越重視，樹脂復合材料也逐漸成為了汽車內飾的關鍵材料之一。

世界上許多汽車公司都開發了以樹脂為基礎原料的復合材料，以適應汽車內飾的復雜要求，如Basell，Ineos等公司的PP（聚丙烯）系列產品，其抗沖性高、流動性強，適用于薄壁門板的注射成型；Dow化學公司開發的U-nipol聚合工藝生產的抗沖共聚PP，剛性和韌性好，抗低溫沖擊效果優異。本文通過實際生產調研，對樹脂復合材料的性能及其在汽車內飾中的應用進行了具體的分析，為樹脂復合材料在汽車內飾中的發展提供了有力的支撐。

2 樹脂復合材料簡介

2.1 樹脂復合材料的組成及分類

樹脂復合材料是指一種以樹脂為基礎，與纖維增強材料及輔助材料復合組成的新型材料，具有較好的強度和剛度，抗疲勞性能和耐腐蝕性能都比較好，可設計性極強，制造較為方便，造價很低。樹脂材料可以分為熱固性和熱塑性兩大類，熱固性材料包括通用樹脂、工程塑料及特種工程塑料，熱塑性樹脂是指線性高分子材料，遇熱膨脹、熔融、熔體流動性強，冷卻后成為固體，加工過程可逆，形態變化過程為物理變化，所以制造加工成型極為容易。熱塑性樹脂材料及其復合材料多采用注塑成型，產品多為汽車內飾或裝飾件，應用十分廣泛。

汽車用熱塑性樹脂復合材料種類繁多，其中以由聚丙烯基材和增強體復合成的烯類復合材料應用最為廣泛，具有質量輕、性能優異、易回收的特點。烯類復合材料包括玻璃纖維氈增強熱塑性復合材料（GMT）、長纖維增強熱塑性復合材料（LFT）、天然纖維增強熱塑性復合材料（NMT）、碳纖維增強熱塑性復合材料（GFRP），其中以天然纖維增強熱塑性復合材料在汽車內飾中應用最為廣泛，后文將對其進行具體論述。

2.2 樹脂復合材料的性能特點

樹脂復合材料具有的主要性能特點有：一是質量輕、強度較高，樹脂復合材料的相對密度較小，一般在1.5-2之間，為碳鋼的四分之一左右，但是強度較大、承載能力高，使用樹脂復合材料的汽車配件，可以大幅度減輕汽車重量，降低油耗，節約成本；二是性能具有可設計性，樹脂復合材料的物理性能、化學性能、力學性能都可以根據產品要求對原材料及其配比進行選擇設計，通過不同的種類、配比、加工方法、纖維含量以及鋪層方式進行合理設計，從而達到材料的要求；三是耐腐蝕性能良好，樹脂復合材料通常有很好的耐磨性，而且根據配件使用要求，可以有針對性地對復合材料進行生產；四是減振性能良好，樹脂復合材料的振動衰減系數很大，有很好的抗沖擊性，當汽車發生碰撞時，可以減輕對人體的傷害，有利于汽車的行車安全；五是加工工藝簡單，樹脂復合材料的結構復雜，配件生產可以采用模具一次成型法進行生產，不僅減少零件個數及接頭緊固件，還可以節省原材料和工時，極大的降低生產成本；六是樹脂復合材料的配件對缺口、應力集中等敏感性差，纖維具有阻止和改變裂紋擴展方向的效果，因此樹脂復合材料都具有較好的抗疲勞性能。

3 樹脂復合材料在汽車內飾中的應用

樹脂復合材料是汽車內飾的主要材料，而其中用的最多的是天然纖維增強熱塑性復合材料（natural fiber materials thermoplastic簡稱為NMT），這種復合材料是由麻纖維、竹纖維、甘蔗渣纖維等天然纖維復合而成。由于天然纖維具有價格低廉、可回收、可降解、可再生等優點，所以成為汽車內飾的首選。與之相比由玻璃纖維、芳香族聚酰胺纖維或碳纖維等人造合成纖維組成的傳統型纖維增強復合材料，雖然強度和韌性都能達到要求，但是制造耗能大、造價高，而且對環境污染嚴重，所以被排斥在汽車內飾之外。

NMT目前主要應用在轎車的產品有很多，如門內板、行李箱、頂棚、座椅背板、衣帽架、儀表盤等。世界著名的戴姆勒-克萊斯勒公司目前已經成功的將天然纖維增強熱塑性復合材料應用在其生產的奔馳系列轎車上，取代了原本此類車在車門、車內部件上用的木纖維復合材料，替換后的亞麻/劍麻氈增強的環氧樹脂復合材料，不僅在質量上減輕了百分之二十以上，還大大改善了零件的機械性能，尤其在安全保護方面效果極好。另外，采用亞麻/劍麻氈增強樹脂復合材料能較容易的將復雜的立體構件成型，在車門內板等部件上具有較好的應用效果。

世界著名的福特汽車公司在此方面也取得了很大的成就。福特公司的德國材料工程研發部門開發出了亞麻/PP注射成型技術，這種材料廣泛應用于制造冷凝器加、引擎擋板等部件，與此前應用的玻璃纖維增強熱塑性復合材料相比，此類材料的部件質量減輕了四分之一。菲亞特公司也開發出新型的天然纖維復合材料，將其應用在汽車座椅、儀表盤、車門把手以及密封圈等的制作上，應用效果極好。

在我國華南理工大學也開發出來了新型的天然纖維復合材料，它們以黃麻纖維氈增強聚丙烯加入各種不同的改性劑和填料，對復合纖維材料進行了表面處理以及玻璃纖維混雜等方式，顯著的提高了麻纖維復合材料的力學性能，并通過與長春一汽的車身車架廠合作，將麻纖維增強熱塑性復合材料應用于汽車側護板以及車內裝飾板上。另外，天然纖維中的洋麻、大麻、亞麻、木纖維等同聚丙烯復合后，根據不同的性能，已經廣泛應用汽車內的雜物箱以及其他的車內裝飾件上。

隨著近年來汽車行業的迅猛發展，人們對汽車舒適度的要求也越來越高，與此同時汽車工業給人類帶來越來越嚴重的污染，給人類社會的生產和發展帶來了很大壓力，從而促使汽車行業向省油、環保而又舒適的方向發展。目前汽車輕量化是汽車節能減排的一個重要舉措，樹脂復合材料必然在汽車中得到廣泛的應用，而天然纖維增強熱塑性復合材料以其獨特的特點，也必然會越來越廣泛的應用于汽車的內飾件中，使車內的環境更好、更舒適。

4 結束語

本文首先對樹脂復合材料對汽車工業的重要作用進行了具體的描述，然后對樹脂復合材料的組成、分離以及性能特點進行了探討和分析，最后結合實體實例，對天然纖維增強熱塑性復合材料在汽車內飾中的廣泛應用進行了詳細的論述，并對樹脂復合材料在汽車內飾中的應用情況進行了展望，為樹脂復合材料在汽車內飾中的推廣應用起到較好的促進作用。

參考文獻

[1]李彥春.國內外玻璃鋼/復合材料在汽車上應用現狀及發展趨勢[J].熱固性樹脂，2001，（6）：14-17.

[2]楊福生等.國外熱塑性樹脂基復合材料現狀及發展趨勢[J].吉林化工學院學報，2001，（6）：76-79.

[3]劉曉燁， 戴干策.黃麻纖維氈的表面處理及其增強聚丙烯復合材料的力學性能[J].復合材料學報，2006，23（5）：63-69.