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熱塑性彈性體tpv、tpo、tpee等材料在汽車安全氣囊系統中的應用性能,價格上有什么不同

發表時間:2022-04-26 | 瀏覽次數:  

伴隨著汽車工業生產的迅猛發展,在謀取高品質、性能卓越與特有性的與此同時,汽車的安全獲得更加高的關心,汽車安全氣囊正變成新式汽車的一個規范特點。第一個汽車汽車安全氣囊在20時代70年代發生于英國的通用公司的汽車上,接著汽車安全氣囊武器裝備的速率在全世界范疇內快速提高。汽車安全氣囊從開始只求駕駛人員武器裝備的前座氣襄發展趨勢到現在的旅客前座氣襄、胸側安全氣囊、窗簾布式汽車安全氣囊、膝氣襄等。在亞歐大陸,全新的豐田汽車汽車較多共配有12個汽車安全氣囊。不難看出,汽車的汽車安全氣囊系統軟件已加入一個全新升級的快速發展階段。

汽車安全氣囊系統除了傳感器、微處理器、氣體發生器和氣囊等主要部件外,氣囊蓋也是十分重要的一個部件。熱塑性彈性體是汽車安全氣囊蓋板的主要使用材料。用作安全氣囊蓋板的熱塑性彈性體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)、聚酯型熱塑性彈性體(TPEE)。

安全氣囊蓋有常用兩種材料可以使用。日系車一般使用TPV,歐系車都使用TPEE。TPV一般使用在90A左右硬度,在國產車中,德系車一般都使用55D硬度的TPEE。而美系車一般使用45-50D的硬度,理論上是40-55D都可以使用。目前,汽車安全氣囊蓋板一般采用熱塑性彈性體,主要有TPV(TPO)、TPU、TPEE。三者由于分子組成及結構的差別,使之具有不同的性能。

熱塑性彈性體的共同結構特征是必然含有分子間作用力足夠大的物理交聯段(或在高溫下能夠解離的化學鍵)和自由旋轉能力較大的高彈性鏈段。物理交聯段起著分子間化學或物理的交聯作用和補強效應。材料兼具橡膠的彈性和塑料的可加工性,聚烯烴共混型熱塑性彈性體是一種動態硫化型的熱塑性彈性體(TPE),是橡膠{二元乙丙橡膠(EPM)、三元乙丙橡膠(EPDM)、丁腈橡膠(NBR)等}與聚烯烴樹脂(主要為PP和PE)共混,在共混過程中使橡膠與交聯劑產生化學交聯形成只有幾微米的橡膠粒子分散于聚烯烴連續相中。部分交聯的共混物稱為TPO,完全動態硫化時,橡膠粒子的凝膠量大于97%,其動態硫化共混物稱為TPV。

TPU是一類由與異氰酸酯反應而生成的氨基甲酸酯硬段與聚酯或聚醚軟段相互嵌段結合的熱塑性橡膠。分子間的氫鍵交聯和偶極作用或高分子鏈間的輕度交聯是材料具有熱塑性能的主要原因。隨著溫度的升高或下降,TPU的上述兩種交聯形式具有可逆性。

TPEE是一類含有芳香族聚酯硬段(結晶相)和脂肪族聚酯或聚醚軟段(連續相)的嵌段共聚物,也稱聚酯橡膠。TPEE是線性嵌段共聚物,其強度產生于結晶相的聚酯嵌段,或稱“硬段”,分散于作為連續相的無定形軟段中。連續相由軟段和未能結晶的其它聚酯嵌段構成。整個彈性體是一個連續的無定形網絡和部分連續的晶態網絡結構疊加而成。當彈性體經受外力時,應力首先通過連接分子傳至結晶相。當微晶受力而開始取向時,應力傳至共聚物網絡結構部分,最終彈性區域承擔全部應力,共聚物就像交聯彈性體那樣產生彈性應變。

TPV(TPO)、TPU的全面性能顯著比不上TPEE。尤其值得一提的是,TPEE的高低溫試驗特性非常突顯,有不錯的耐溫性,在110~140℃持續加溫10h基本上不無重力;超低溫順滑性好,超低溫沖擊性抗壓強度高。在低應變力標準下,TPEE的抗拉強度比同樣強度的其他熱塑性彈性體高,具備良好的耐疲憊性;縮小彈性模具與拉申彈性模具比TPU高得多,在室內溫度以上,TPEE彎折彈性模具很高,而超低溫時又并不像TPU那般過度硬實;耐腐蝕性好于TPV(TPO);就延展性來講,TPEE的延展性高過TPU約20%。而TPEE較大的問題是柔韌度不夠,耐高溫水溶性差,價錢較高。

中國銷售市場中低端車系的汽車汽車安全氣囊后蓋板關鍵選用TPO、TPV和TPU。TPEE因為性優價高而關鍵在中高檔車型上應用。中國TPEE的制造業經營規模不大,且滯留在中低端商品的程度上。像汽車構件這類性能卓越規定的主要用途幾乎都選用國際知名品牌的商品。而國外產品的高價位促使一些中低端汽車只有選用特性一般的其他設備取代。


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