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铜虫 (初入文坛)

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[交流] 复合材料在汽车中应用

复合材料在车辆制造中得到日益广泛的应用，迫切需要研究开发出可使产品质
量更稳定、生产效率更高、成型加工费用更低的新材料、新工艺。现在的复合材料
成型不限于手糊、模压、缠绕等，新的工艺方法如、滚动模压成型、拉挤、热压罐
等相继出现。基体树脂由传统的通用邻苯、间苯树脂、环氧树脂、酚醛树脂向高性
能的环氧乙烯基酯树脂发展，增强材料从玻璃纤维向高性能的碳纤维、芳纶纤维等
发展。这些高性能材料的使用，大大改善了复合材料的结构及性能，提高了成型速
度和制造质量，加速了复合材料在汽车上的实用化进程。相信随着车辆工业的发展
，将会开发出各种性能优异的原料材料，以满足适应和推动日益增长车辆工业的需
求。不同成型工艺，如SMC/BM、RIM、真空模塑、注射模塑和挤拉等，在车辆制造
中都有相应应用。20世纪80年代以来，许多世界著名的车辆制造商，投入大量人力
、物力开展了复合材料技术，和先进复合材料在汽车工业中的应用研究。目前复合
材料车辆制造应用日益广泛。

80年代后期，复合材料车身外覆盖件得到大量的应用和推广，如发动机罩、翼
子板、车门、车顶板、导流罩、车厢后挡板等，甚至出现了全复合材料的卡车驾驶
室和轿车车身。在欧美等国车辆复合材料的用量，约占本国复合材料总产量的33%
左右，并呈增长态势。复合材料从制造简单的车辆非承力件到制造承力件，从车辆
的外覆件向汽车的内饰件和结构件方向发展，先后研制成先进复合材料驱动轴、板
簧和全复合材料汽车底盘和车身等。法国公SORA司为雷诺汽车公司开发了全复合材
料轿车车身和重型卡车驾驶室，上海通用柳州公司和东风公司计划推出全复合材料
家庭用小轿车。与此同时，SMC/BMC用可增稠环氧乙烯基酯树脂应用也在增长，乙
烯基酯树脂可设计符合片状模塑料工艺的要求，即增稠型乙烯基酯树脂(如FUCHEM
893)。这是一种可使固化过程分段进行的树脂，用于预浸渍料或片状模塑料，使固
化反应先进行，到A阶段然后再进行热压成型。用树脂必须有化学增稠性能，又能
保留分子中的不饱和性，使之在成型时可进行交联固化。

为此在乙烯基酯分子上引入了酸性官能团，供稠化反应用。这种树脂较聚酯树
脂对玻璃纤维的渗透性好、有更好的流动性，使热压时压力可以减低，在B阶段又
有很快的反应速度。这种环氧乙烯基酯树脂片状模塑料可用于模压结构件，特别是
汽车上的结构件，以减轻重量。加入热塑性材料的低收缩添加剂可以改善表面性能
及低收缩性。乙烯基酯树脂SMC/BMC主要在汽车中获得应用，尤其用于制造高强度
结构件，在这些零部件中物理机械性能如强度、韧性更为重要，而外观要求相对不
高。另外，它也应用于耐腐蚀或耐热的环境。高效阻燃、低烟密度、低毒性环氧乙
烯基酯树脂，正主要应用于火车、有轨电车、地铁和轻轨等，目前我国最主要的长
途交通工具是列车，对于大型城市的市内交通而言是地铁和轻轨等。热固性复合材
料以其固有的特性，为铁路等轨道工业的发展作出了一定的贡献；普通的不饱和聚
酯树脂应用，在铁路工业上存在的主要缺点是易燃、车辆停下和乘客撤离的时间不
够。世界各国均制定了不同的阻燃标准、保护措施，和条款来保护乘客安全。

柔性环氧乙烯基酯树脂，与传统的环氧乙烯基醋树脂相比，其延伸率更高、粘
接强度大幅提高，抗冲强度提高近4倍，层间强度提高20%，并具有独特的耐磨性。
与Kevlar纤维或其它增强材料复合，制作高强度和耐疲劳的制品，如体育或军用头
盔、帆船等。FUCHEM810树脂是橡胶改性的柔性环氧乙烯基酯树脂。该树脂在高速
列车火车头上得到应用。意大利ETR500高速列车的车头前突部分采用了芳纶纤维增
强柔性环氧乙烯基酯树脂FRP复合材料，采用真空树脂渗透工艺成型。用这种材料
成型的符合空气动力学线型要求的车头具有优异的抗冲击能力。列车以300KM／h速
度行驶时有很好的尺寸稳定性。环氧乙烯基酯树脂从20世纪60年代开发以来，在众
多工业领域得到推广应用，并逐步被用户接纳、认可，到90年代基本成为国际认可
的新型耐蚀材料的代表，其应用范围逐步取代早期的传统耐蚀树脂。随着科研力度
的加大更有不少性能及用途独特的乙烯基酯树脂得到推广或被进一步改性。
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