高流动性TPO如何解决汽车轻量化与薄壁化?一文看懂
一直以来,汽车行业都在致力于减轻汽车车身重量,旨在实现富有挑战性的燃油节省指标。世界各地都在不断实施不同的环境检测标准,进而敦促制造商不断采用更新的技术来降低汽车的整体重量。
为了实现现在汽车的性能特性,以及在不影响性能的基础上进一步节省成本,塑料在当代汽车设计中起到了至关重要的作用。在当今运输行业中,塑料于复合材料的重要性日益凸现;此类材料能帮助制造商有效减轻汽车重量,以满足越来越严格的车身重量限制目标。
1 TPO在汽车中的应用
目前,TPO主要应用于汽车内外饰中,比如:TPO用于后保险杆面板、车身侧面、顶盖支柱、仪表板组件和控制部件、膝垫、车门内饰板仿皮革质感、中控台罩仿皮革质感等。
图 TPO在汽车中的应用
2 TPO在汽车中的发展趋势
在现代汽车生产中,应用最为广泛的材料之一就是热塑性聚烯烃(TPO),通常由聚丙烯、高性能抗冲改性剂盒滑石粉等填充料组成。在汽车领域,“硬质”TPO、“软质”TPO材料都能有效减轻汽车的重量、提高汽车的安全性、改善汽车的耐久性和减少汽车玻璃雾化,同时提升汽车废弃后零部件材料的循环再生能力。为了实现可持续发展,高流动性TPO是实现轻量化的有效办法之一。高流动性TPO可使汽车制件薄壁化,从而实现轻量化,进而提升燃油的效率。
3 以陶氏ENGAGE™为例,如何实现车用TPO高流动性?
传统弹性体难以达到同时具有高流动性和低温冲击性能,而DOW ENGAGE™(POE)则可以满足。今天,我们就以陶氏ENGAGE™(POE)为例,解释车用TPO是如何解决流动性与低温冲击性能的。
ENGAGE™(POE)的特点:a)通过增加烯烃链的长度,从丙烯到丁烯和辛烷,展现不错的低温抗冲性能;b)通过降低分子量分布,降低支化,从而进一步改善弹性体在聚烯体系中的分散性。
1)如何达到流动性和韧性平衡?
首先,我们先来看看不同流动性hPP体系的韧性差别:
a)高流动性弹性体POE的价值所在?
高流动性的TPO需要高熔指的弹性体,弹性体的熔指对于TPO的流动性影响很大。
b)高流动性弹性体POE的优势所在
相比于增大hPP的熔指,增加弹性体的熔指更具有优势。如图所示,弹性体的熔指越高,hPP体系流动性相对低一些,所获得TPO具有更强的低温抗冲击性。
c)高流动性的POE对于韧性的影响
高流动性的POE有助于改善高流动性ICP TPO体系的韧性。
2)如何解决TPO制件喷漆问题?
为了薄壁轻量化,复杂的部件需要高流动性,并且随着喷漆工艺的变化,从原来清漆→色漆→底漆→TPO基材发展为清漆→色漆→TPO基材,对于TPO的要求就更高。而TPO材料本身就通不过喷漆测试,主要是在高温水枪测试中受热性能变差。这个主要是源于TPO性能受温度影响很大,体系中的弹性体有很低的熔点。
图 TPO内聚力失效分析
而DOW ENGAGE™却打破了熔点的“定律”,并且通过降低分子量分布,降低支化,从而进一步改善弹性体在聚烯体系中的分散性。
图 ENGAGE™熔点
图 加入 ENGAGE™弹性体与PP的结合情况
6月25日,陶氏弹性体事业部明明博士将在苏州举行的《第四届TPE技术与应用探讨会》上和大家分享TPE在汽车与可穿戴行业的应用,对于陶氏弹性体感兴趣的朋友,不防可以到会场与明明博士一起探讨弹性体技术方面的问题。
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文章源于DOW,艾邦高分子整理编辑
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