汽車用橡膠—彈性體的發展及相關問題研究

奚鋒 顧尚安

摘要：橡膠一彈性體材料作為我國汽車制造中，一種新型的橡膠材料，具有良好的耐熱、耐油等性能，在汽車各個環節的制造過程中，不斷發展與進步，這對我國汽車制造行業的提升，是非常有利的。本文就對橡膠一彈性體材料中的一些相關問題，以及發展趨勢，展開了簡要分析和闡述。

關鍵詞：橡膠一彈性體材料；發展趨勢；汽車制造行業

在我國汽車制造行業不斷發展的過程中，橡膠一彈性體材料逐漸成為是一項不可缺少的材料，其在整個汽車中占據著4%-5%的比例。橡膠一彈性體材料主要分布在汽車的發動機、車身、車椅、車輪等部位，在燃料、潤滑、驅動、剎車和點火、空調等系統，都起到了非常重要的作用。因此，在橡膠一彈性體材料發展的過程中，應當對其相關的種類和特性，進行簡要的了解，尤其橡膠一彈性體材料在汽車各個不同零部件中使用時的不同要求，從而使得其在汽車制造中的先進性得以充分體現，進一步地促進我國汽車制造行業的發展。

1.橡膠一彈性體材料在汽車制造中的一些使用和影響

橡膠一彈性體材料作為汽車制造中重要的材料，也是有著種類的區分的。在橡膠.彈性體材料使用的過程中，由于它自身的特性，可以在一定程度上提升汽車自身的安全、穩定等性能，像是：輪胎、內外裝飾和車門窗部、空氣、水、剎車系統等方面，只有合適的型號，才能將橡膠一彈性體材料的優勢得以全面的展現。例如：輪胎是汽車上非常重要的組成部分，主要是負責是驅動、滑行、滾動和加速、減速以及制動剎車等功能態。橡膠-彈性體材料在輪胎制造的過程中，主要是將纖維、橡膠、金屬等材料，牢固地結合在一起，但是需要注意橡膠的用量，其用量應當占據40-50%，并且對其型號也是有著一定程度上的要求。另外，橡膠.彈性體材料對于動、靜剛度等性能有很高的要求，不同性能會在很大程度上影響到汽車的NVH特性。彈性體起到減震的作用，降低汽車零部件的噪音以及振動。同時，在使用橡膠-彈性體材料的過程中，在一定程度上也可以降低對相關零件的損耗，這樣可以有效地提升汽車的使用壽命。

2.橡膠-彈性體材料在汽車制造行業中的發展趨勢分析

橡膠-彈性體材料作為在一種新的制造材料，不管是在經濟效益提升，還是在汽車質量提升等方面，都起到了重要的作用和意義。

2.1聚氨酯彈性體的介紹

聚氨酯彈性體又稱為TPU，是一種可回收彈性體。隨著汽車工業的飛速發展，TPU以其各種優異的特性漸漸取代傳統橡膠和塑料，大范圍運用在汽車制造的方方面面。

機械強度高：TPU的拉伸強度和撕裂強度比普通橡膠材料高得多，沖擊強度和彎曲強度又比塑料高得多。

硬度范圍廣：普通橡膠的硬度范圍為邵氏A20至A90，塑料為邵氏A95至D100，而TPU的硬度范圍為邵氏A10至D80。

可調性能范圍大：多項物理機械性能指標均可通過對原材料的選擇和配方的調整，在一定范圍內改變，例如動靜剛度性能，在TPU的制造過程中，僅僅單一控制制品硫化的時間，即可得到不同動靜剛度特性的制品，從而滿足不同用戶對性能的不同要求。

耐磨性優異：TPU的耐磨性極為突出，尤其在有水和油等濕介質存在的工作條件下，其耐磨性往往是普通橡膠材料的幾倍到幾十倍。

耐熱和耐氧化性好：TPU在空氣中長時間連續使用的溫度上限可達80-90°C，短時間高負荷使用溫度也可達到120°C。在常溫下耐臭氧性能也很好。

耐油性能優異：TPU是一種強極性的高分子材料，和非極性的礦物油的親和性小，在燃料油和潤滑油中幾乎不受到任何侵蝕，因此非常適合用于汽車上各類需要液壓機構的零部件中，例如：燃油供給系統、發動機潤滑系統、剎車助力油系統等等。

濾震性出色：TPU對外界應力作用表現出很明顯的滯后現象，在此過程中外界應力的作用部分能量消耗于彈性體的分子內摩擦，從而轉變成為熱能，這種特性叫做材料的阻尼性能。正是依靠這種特性，TPU被大量運用在汽車減震系統中。

9.2彈性體在汽車減震系統中的應用

汽車減震系統中，發動機支撐是最為具有代表性的彈性元件之一，其余還包括有：駕駛室支撐、擋泥板支撐、旋桿支撐、橡膠傳動支撐、板簧支撐等。因此，橡膠-彈性體材料在該系統發展的過程中，主要是會對其耐久性方面，給予很高的重視，如發動機或變速箱支撐的設計過程中，應當根據機室溫度的變化，充分考慮高溫下的材料耐久性和動靜剛度性能，合理選擇相應的橡膠-彈性體材料。近年來，越來越多用到液體封入式橡膠支撐墊，不同于傳統的橡膠支撐墊，這種支撐裝置具有較高的衰減能力和較低的彈性剛度，且體積小，可以可靠限制發動機空轉或車輛急加、急減速時所產生的特別大的振幅，越來越多被利用到發動機支撐或底盤副車架橡膠襯套中。彈性體可以在一定程度上提升汽車乘坐的舒適程度，對于NVH特性的改善，有著決定性的作用。

2.3彈性體在汽車安全氣囊中的應用

安全氣囊是汽車上非常重要的安全部件，保證駕駛員和乘客在發生事故時的生命安全。氣囊需要有很高的強度，可以承受高速沖擊，且還需要有很好的柔韌性，不能剛度過大從而傷害乘員。現代汽車工業中，在氣囊制造中熱塑性彈性體被大量使用，如安全氣囊蓋板的材料選擇，主要有聚烯烴共混型熱塑性彈性體（TPO、TPV）、聚氨酯型熱塑性彈性體（TPU）、聚氨酯型熱塑性彈性體（TPEE）。現代汽車工業，安全氣囊幾乎已經是每輛車的標配，從低檔車的只配有主駕副駕氣囊到高檔車的多個甚至十多個氣囊。一般約需600g熱塑性彈性體材料用于制造主駕和副駕氣囊蓋板，按照國內年產2000萬輛車計算，僅僅氣囊蓋板這一項，每年就需要該類材料4000t-12000t，從這一數字也可看出彈性體在汽車工業中扮演的主要角色。

3.結語

綜上所述，本文對橡膠.彈性體材料在汽車制造中使用的類型，以及相應的發展形式，進行了簡要的分析和闡述。橡膠一彈性體材料主要是憑借著自身各種優異的性能，為我國汽車各個環節的制造，提供了重要的材料支持，從而進一步的促進我國汽車制造行業發展的進程。