專題策劃:本刊編輯部
支持專家:張大省李嘉祿
執(zhí)行:趙永霞
我國汽車工業(yè)的高速發(fā)展為汽車用紡織品提供了巨大的發(fā)展空間,同時(shí)也帶來了新的要求和挑戰(zhàn)。本專題從汽車用紡織纖維材料入手,以安全、環(huán)保與功能性為主題,探討了當(dāng)前國內(nèi)外在這一領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢,并對(duì)國內(nèi)汽車用紡織品行業(yè)現(xiàn)存的一些熱點(diǎn)問題進(jìn)行了分析。
The booming of automotive industry in China brings about an opportunity for textile industry, as well as new requirements and challenges. This feature took safety, environmental protection and functionality as themes, discussed status-quo and developing trend of auto textile industry from the angle of fiber materials, and furthermore, analyzed some hot issues of this industry.
引言:汽車工業(yè)的發(fā)展為紡織行業(yè)帶來機(jī)遇
顯而易見的巨大市場
我國的汽車工業(yè)正處于高速發(fā)展階段,增速之快為世界汽車工業(yè)發(fā)展過程之罕見。據(jù)統(tǒng)計(jì),2008年我國汽車的產(chǎn)銷量分別為 934.51 萬輛和 938.05 萬輛,同比增長 5.21% 和 6.70%;而2009年1 — 3月,我國汽車的產(chǎn)銷量則分別達(dá) 256.76 萬輛和 267.88 萬輛,同比增長 1.91% 和 3.88%,3月份更是創(chuàng)造了產(chǎn)銷均超百萬輛的月度記錄。隨著國民收入的增加、人民生活水平的提高和汽車消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變,我國的汽車(主要是乘用車)消費(fèi)結(jié)構(gòu)已逐漸步入私人需求為主的時(shí)代。
汽車工業(yè)是纖維材料具有巨大潛力的一個(gè)市場,據(jù)統(tǒng)計(jì),如今汽車中應(yīng)用紡織材料的零部件已超過 80 種,每輛轎車大約需要 20 m3的紡織材料(折合成重量大概為 15 ~ 20 kg)。由于對(duì)舒適度和安全性要求的不斷提高,預(yù)計(jì)2010 — 2020年每輛車使用的紡織品將由 20 kg增加到 35 kg。
紡織品不僅為汽車座椅提供了優(yōu)美的外觀、柔軟舒適的手感,在功能性方面也有改進(jìn)。汽車地毯和紡織材料的頂棚不僅為車內(nèi)提供了舒適性和裝飾性,在減噪和減震方面也起著重要的作用;紡織品在輪胎中的應(yīng)用為汽車提供了良好的道路適應(yīng)性和輪胎耐用性;紡織增強(qiáng)紗是高壓管和高壓帶的基材;非織造布廣泛應(yīng)用于空氣和油的過濾、機(jī)罩襯以及生產(chǎn)加工中的輔料;纖維復(fù)合材料可用于替代較重的金屬材料,從而減輕汽車的總重,藉此提高燃油效率、減少對(duì)環(huán)境的污染;而安全氣囊、安全帶以及相應(yīng)的安全裝置則有助于道路交通安全和拯救生命。除了汽車主體之外,還有大量的紡織材料被應(yīng)用于汽車上,如縫紉線、加固裝置、繩索、窗戶的密封填塞織物以及電池中的電池隔膜等。
作為最典型的零部件產(chǎn)品,汽車內(nèi)飾材料已屬于市場化比較完全、發(fā)展比較成熟的產(chǎn)品。隨著汽車進(jìn)入家庭,原本被看作簡單工業(yè)品的汽車內(nèi)飾材料已成為與人們生活息息相關(guān)的日用消費(fèi)品。而內(nèi)飾紡織材料包括聲、熱絕緣材料,結(jié)構(gòu)件以及裝飾件等。
環(huán)保與安全的挑戰(zhàn)
對(duì)于汽車工業(yè)來說,環(huán)保是最重要的挑戰(zhàn)之一。汽車燃料正在加劇大氣污染和全球變暖。人們正試圖使汽車變得更輕,從而降低燃料的耗用量。而在汽車報(bào)廢以后,其中的非金屬部件的處理也是一個(gè)大問題。目前,一些材料的回收正在進(jìn)行中,如用聚酯非織造布(座椅套也是聚酯)代替聚氨酯泡沫類的組件。通常,解決環(huán)境問題需要增加成本,這就需要政府立法或者環(huán)境保護(hù)組織的運(yùn)動(dòng)等來促使其完成。在未來的一段時(shí)間內(nèi),環(huán)保問題和成本控制仍然是影響汽車工業(yè)發(fā)展和研究的兩個(gè)主要因素,而安全則是另一個(gè)極重要的方面。與環(huán)保一樣,安全裝置,如安全帶和安全氣囊也會(huì)增加汽車的生產(chǎn)成本,而它的廣泛應(yīng)用也需要政府的干預(yù),這將使安全氣囊及相關(guān)裝置有可能成為現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)用紡織品的最大增長領(lǐng)域。
2000年,歐盟發(fā)布了報(bào)廢汽車回收指令(ELV指令,即End-of-life Vehicle Directive),將報(bào)廢車輛的回收利用納入法制化管理體系。指令規(guī)定,汽車制造廠商在歐盟國家上市新車時(shí)必須出具證明,證明其投入市場的新款汽車的材料回收率至少占重量的 85%,可利用率至少為 95%,才能獲得市場準(zhǔn)入許可證;從 2015年起,每輛報(bào)廢汽車的再利用率要達(dá)到其自身重量的 95% 以上。從2007年1月1日起,歐盟各國開始全面執(zhí)行該指令。有數(shù)據(jù)表明,德國汽車的回收率已接近 100%,大部分歐盟國家報(bào)廢汽車的再利用率也已達(dá)到 95%。
有專家認(rèn)為,與歐盟的汽車回收法規(guī)相比,我國的相關(guān)政策標(biāo)準(zhǔn)要落后 4 ~ 5 年,設(shè)定重金屬禁用的豁免權(quán)條款過于簡單,汽車生產(chǎn)制定操作標(biāo)準(zhǔn)較難。對(duì)于此類標(biāo)準(zhǔn),一是政府有關(guān)部門要加強(qiáng)監(jiān)管;二是加強(qiáng)宣傳,提高公眾的環(huán)保和安全意識(shí)。
專家論道
主講人:張大省
北京服裝學(xué)院教授,享受國務(wù)院特殊津貼專家,擔(dān)任國家自然科學(xué)基金、國家863項(xiàng)目、國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)等多個(gè)基金項(xiàng)目的評(píng)審專家,長期從事聚酯類成纖高聚物合成改性以及利用復(fù)合或共混紡絲法制造超細(xì)纖維和多種功能性纖維的技術(shù)及理論研究。
汽車用纖維材料的發(fā)展及趨勢
汽車產(chǎn)量飛快增長,車用紡織面料的用量也在不斷地增長,紡織材料的品種也在發(fā)生著變化。最初,使用的紡織材料以天然纖維為主,此后發(fā)展為錦綸,現(xiàn)在是滌綸占據(jù)了主導(dǎo)地位。今后,車用紡織面料將朝著“感性”、“舒適”及“環(huán)?!钡姆较虬l(fā)展。
按照纖維材料在車內(nèi)的形狀劃分,薄型纖維材料占絕大部分,如車門的內(nèi)飾材料是由滌綸長絲或短纖維構(gòu)成的機(jī)織布或針織布;車頂天花板內(nèi)飾材料是滌綸非織造布或針織布;車內(nèi)地毯和后備箱的襯里通常使用錦綸、滌綸或丙綸的長絲機(jī)織物或短纖維針刺非織造布;座椅外包裝一般是真皮或是滌綸、錦綸基材的合成革;安全帶由高強(qiáng)滌綸或錦綸織造;安全氣囊則是高強(qiáng)錦綸制成的,一旦出現(xiàn)緊急情況時(shí)會(huì)立即膨脹,保護(hù)乘坐者的安全。
方向盤及檔把扳手的包覆材料通常是錦綸或滌綸基材的合成革,高級(jí)轎車的儀表盤面板裝飾多用真皮革;座椅外套、后備箱內(nèi)襯、開關(guān)式天窗等多使用PVC革或PU合成革,其增強(qiáng)材料通??墒褂谜衬z纖維或滌綸的機(jī)織布、針織布或非織造布,要求強(qiáng)度高,但是斷裂伸長不可過大;此外,還有很多地方需要使用塊狀纖維作為隔熱或隔音的填充物。歐洲生產(chǎn)的一些高級(jí)轎車的座椅內(nèi)還使用了再生毛氈或棕櫚墊類纖維集合體生態(tài)材料作為填充物,這些材料具有良好的減震及對(duì)空氣和水分的過濾功能。
汽車中還大量地使用了“木”纖維,木材密度小,將其粉碎成顆粒狀與粘合劑混合后壓制成型材,可用于車門的內(nèi)填充和后備箱的底部隔熱、隔音。
還有一些纖維是用作樹脂的增強(qiáng)材料的,它們被用于內(nèi)部功能性部件。如輪胎內(nèi)的簾子布是用于增強(qiáng)橡膠的,其所用材料包括錦綸、滌綸、粘膠纖維或玻璃纖維等;而汽車發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)的許多管材類也是用滌綸作為增強(qiáng)材料的。
作為汽車內(nèi)飾用纖維,最重要的要求就是安全性與耐久性(耐熱性、耐光性、耐磨性等),其次是應(yīng)具備各種功能(包括抗靜電性、防水 – 疏水 – 透濕性、抗菌性等),為乘用者提供一個(gè)快樂、健康、舒適的空間環(huán)境。
1確保安全用纖維材料
開車是為代步方便,因此首先要保證行車安全。1980年全世界有近 8 億輛各種汽車,每年發(fā)生交通事故 600 萬件,致 120 萬人喪生,據(jù)WHO預(yù)測,2020年將會(huì)上升至 230 萬人。為了盡可能地減少傷亡,車載安全裝置越發(fā)重要。
1.1安全帶
安全帶分為前排用和后排用,要求各有不同(表 1),大體分為低伸長率(5% ~ 6%)和高伸長率(13% ~ 14%)兩類,每條安全帶的長度約為 2.6 ~ 3.6 m。
低伸長型安全帶的形變小,具有很強(qiáng)的束縛能力,此類安全帶適用于前排就座的駕駛員和副駕駛員用;而坐在后排的人員遇到突發(fā)情況時(shí),希望有一個(gè)緩沖過程,可以采用高伸長型安全帶,用以適度地吸收能量。
安全帶應(yīng)具備下述功能:(1)斷裂強(qiáng)力 25 ~ 35 kN;(2)耐日光性,要求用碳弧燈照射 100 h后,強(qiáng)度保持率大于 60%;(3)耐磨性,能承受使用六角棒摩擦 2 500 次;(4)有較好的摩擦、日曬和汗?jié)n牢度;(5)耐水、耐熱及耐寒性好;(6)難燃性,燃燒速度小于 100 mm/min;(7)橫向的剛性,不能卷成繩狀;(8)安全帶的插口部位要求圓滑,具有柔軟感。
1.2安全氣囊
安全氣囊分為駕駛員用、副駕駛員用、側(cè)面用和膝蓋用等多種,被安放在不同的位置。氣囊應(yīng)當(dāng)具有下述性能要求:(1)優(yōu)良的耐沖擊強(qiáng)度;(2)在通常環(huán)境下的物理機(jī)械性能和耐折皺性能等的穩(wěn)定性;(3)對(duì)高溫環(huán)境的耐久性;(4)輕量、質(zhì)薄、柔軟;(5)摩擦阻力小,對(duì)小折皺的良好抗形變能力。
氣囊系統(tǒng)中所使用的纖維材料占?xì)饽铱偭康?1/2 以上。目前,氣囊使用的材料主要是用超強(qiáng)力錦綸66制成的平紋布,在其表面涂敷橡膠類制成基布,或是采用未涂敷橡膠類材料的高密織物作為基布。這些基布因各種氣囊的功能與性能不同而略有差異,也因各廠家產(chǎn)品概念的不同而被使用于不同場合。
自有氣囊以來,一直使用錦綸66,但是纖維的粗細(xì)種類在不斷更新中,最早的規(guī)格是 970 dtex的纖維,伴隨著氣囊的小型化、輕量化和高性能化,現(xiàn)在開發(fā)使用了更細(xì)的 700、470、350 及 230 dtex的纖維。
用于氣囊的錦綸66應(yīng)當(dāng)具有相應(yīng)的性能要求:(1)平衡和優(yōu)良的強(qiáng)度等物理機(jī)械性能;(2)優(yōu)良的柔曲性能;(3)對(duì)熱、寒冷及濕熱等一般環(huán)境的優(yōu)良耐久性;(4)市場可接受的合理價(jià)格;(5)高熔融熱;(6)密度小,質(zhì)輕。
2輪胎用纖維
輪胎的功能在于負(fù)重、制動(dòng)與驅(qū)動(dòng)、緩和沖擊及保持操作的穩(wěn)定性。輪胎的結(jié)構(gòu)、材料和制造方法等都隨著汽車工業(yè)的進(jìn)步及特性要求的變化而進(jìn)化。輪胎由輪胎簾子布與橡膠構(gòu)成,輪胎簾子布是輪胎的骨架,對(duì)橡膠起增強(qiáng)作用。
通常,對(duì)輪胎簾子線的要求包括強(qiáng)度、剛性(模量)、與橡膠的粘合性、耐疲勞性、尺寸穩(wěn)定性及耐熱性等。依據(jù)輪胎種類的不同以及使用部位及性能要求,輪胎簾子線的材料有滌綸、錦綸、粘膠纖維、芳綸等有機(jī)纖維,也可使用鋼絲、玻璃纖維等無機(jī)材料。
(1)滌綸簾子線。滌綸是繼粘膠纖維和錦綸之后出現(xiàn)的輪胎簾子線纖維,主要用于小轎車,其用途和特性還遠(yuǎn)未被充分發(fā)揮。滌綸的模量比錦綸高,尺寸穩(wěn)定性好,并能改善錦綸簾子線輪胎的“平點(diǎn)”效應(yīng),同時(shí)還具有價(jià)廉的優(yōu)勢,具有很大的發(fā)展前途。
近年?duì)幭嚅_發(fā)的高模 – 低縮(HMLS)型滌綸,比常規(guī)滌綸的熱收縮率降低了 50%,模量提高了 25%,其發(fā)展目標(biāo)是比粘膠纖維具有更低的熱收縮率和更高的強(qiáng)度(8 cN/dtex以上),不足是與橡膠的粘合性不良,這也正是需要研究的工作。
(2)錦綸簾子線。錦綸的耐疲勞性好、與橡膠粘合性好、斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率均高,主要用于斜交胎、緩沖層和大型輪胎,其發(fā)展方向是高強(qiáng)化。
20世紀(jì)60年代,錦綸的強(qiáng)度只有 7.9 cN/dtex,70年代為 8.4 cN/dtex,80年代可達(dá) 9.3 cN/dtex,目前據(jù)稱已經(jīng)生產(chǎn)出了強(qiáng)度達(dá) 11.5 cN/dtex的超高強(qiáng)錦綸。錦綸類簾子線又有PA6和PA66之分,二者的強(qiáng)、伸度差異不大,PA6的熱收縮率略大。飛機(jī)和大型載重汽車要求輪胎的耐熱性和耐疲勞性高,因此多用PA66簾子線。由于斜交胎逐漸向子午胎轉(zhuǎn)變,適用于斜交胎的錦綸簾子線用量已開始下降。
(3)粘膠纖維簾子線。在20世紀(jì)60年代,粘膠纖維的使用量很大,至今仍有超高性能粘膠絲(UHP)用于小轎車、飛機(jī)、摩托車等的輪胎簾子線。
歐洲的一些制造商至今仍然愿意使用粘膠纖維簾子線,因?yàn)樗葴炀]簾子線輪胎的操作穩(wěn)定性好,乘坐更舒適,這主要是由于粘膠纖維在常溫下具有高彈性,其模量對(duì)溫度的依賴性較小,又因其強(qiáng)度較低,纖維使用量大,反而提高了剪切剛性,因此具有高模低縮的性能以及與橡膠的良好粘合性。
輪胎通常要在 140 ~ 180 ℃進(jìn)行硫化處理后從模型中取出,此時(shí)由于會(huì)發(fā)生熱收縮,錦綸和滌綸簾子線的輪胎需要再次沖壓并在該狀態(tài)下冷卻,而粘膠纖維熱收縮率極低,無需這一過程。伸縮加工過程越少,輪胎的圓周均一性越好。
(4)芳綸簾子線(芳綸1414)。芳綸1414具有非常高的強(qiáng)度和模量,適用于高級(jí)轎車子午胎的帶層材料和高性能摩托車的輪胎簾子線材料,也有使用芳綸/錦綸混用的輪胎簾子線,可降低成本。
(5)其他簾子線纖維還包括聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)纖維、聚醚酮(POK)纖維等,它們具有高強(qiáng)、高模等性能,是未來的發(fā)展方向。
3非織造布纖維材料
非織造布材料加工簡單、使用方便,質(zhì)輕(孔洞率可達(dá) 90%)、價(jià)廉,正在成為汽車內(nèi)裝飾材料的主流。且纖維材料的大比表面積和遮蔽性使其可廣泛應(yīng)用于車內(nèi)外過濾材料,還可在天花板、地板、緩沖消音裝置、后備箱等處作為隔音、隔熱填充材料使用。
非織造布材料應(yīng)具備舒適性、安全性和環(huán)境友好性的特征,在選擇材料與加工時(shí)一定要防止可揮發(fā)性有機(jī)化合物和其他污染物的產(chǎn)生,而使用熱粘合纖維要比使用粘合劑更能保證其環(huán)保性。從節(jié)能減排角度考慮,將非織造布用作隔音和隔熱具有很好的發(fā)展前景。
用于非織造布的聚合物材料可以是難燃型的PET、PP,也可用PBT、PPS等,還可以將纖維材料進(jìn)行復(fù)合化;為了減輕車重,還可考慮使用超細(xì)纖維材料,用于超輕量吸音和隔熱材料。
4環(huán)保是發(fā)展方向
環(huán)保已經(jīng)成為世界性的大課題,汽車用纖維材料也應(yīng)朝著這一方向發(fā)展。纖維制品的回收再利用技術(shù)正越來越受到重視,此外還應(yīng)考慮使用天然材料。環(huán)境友好性同時(shí)還包括降低汽車的二氧化碳排放量和節(jié)約汽油,以及為保證纖維材料的阻燃性而配合使用的阻燃劑的環(huán)保 性等。
在汽車用紡織品中,由于車內(nèi)環(huán)境較小的固有特性,因此較多地使用了合成纖維原料。而天然纖維的優(yōu)良性能是合成纖維無可比擬的,因此天然纖維在汽車用紡織品中的應(yīng)用也一直受到關(guān)注。
洋麻纖維(又稱槿麻)在1999年就已經(jīng)被應(yīng)用于汽車。將經(jīng)過解纖后的槿麻韌皮纖維與丙綸共混后鋪成層狀物,經(jīng)熱軋使丙綸融相互間發(fā)生粘合,從而與槿麻纖維構(gòu)成保溫、隔音又質(zhì)輕的復(fù)合材料作為汽車門的填充材料。
除槿麻外,還有很多天然纖維可以應(yīng)用于汽車工業(yè),如沃爾沃公司將具有生物降解功能的亞麻織物用于生產(chǎn)行李箱底板,不僅易于降解,而且具有很好的降噪功能。
專家論道
主講人:李嘉祿
教授,現(xiàn)任天津工業(yè)大學(xué)復(fù)合材料研究所所長,中國產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)協(xié)會(huì)高級(jí)顧問,長期從事先進(jìn)的三維紡織技術(shù)和三維紡織復(fù)合材料,特別是三維異型整體編織技術(shù)和復(fù)合材料的科研、教學(xué)和應(yīng)用開發(fā)工作。
復(fù)合材料在汽車上應(yīng)用的優(yōu)勢及主要類型
汽車為適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的需要,正朝著輕量化、安全、節(jié)能、高速、低公害和長壽方向發(fā)展。汽車輕量化的目的就是節(jié)能和減少排放污染。同時(shí)環(huán)境保護(hù)已成為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略必不可少的條件,而復(fù)合材料正朝著延長使用期以及可再生的方向發(fā)展,這正順應(yīng)了汽車的發(fā)展趨勢。復(fù)合材料是應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展而涌現(xiàn)出的具有強(qiáng)大生命力的材料,它具有剛性大、強(qiáng)度高、重量輕等特點(diǎn),可根據(jù)使用條件進(jìn)行設(shè)計(jì)與制造,以滿足各種特殊用途,從而極大地提高工程結(jié)構(gòu)的性能。
自從1953年世界上第一部使用復(fù)合材料制造的汽車部件誕生以來,復(fù)合材料已經(jīng)成為汽車工業(yè)的一支生力軍。傳統(tǒng)的手糊成型工藝只適于小批量生產(chǎn),無法滿足汽車工業(yè)不斷發(fā)展的需要。從20世紀(jì)70年代開始,由于SMC(片狀模塑)材料的成功開發(fā)和機(jī)械化模壓技術(shù)等的應(yīng)用,復(fù)合材料在汽車應(yīng)用上的年增長率達(dá) 25%;到20世紀(jì)90年代初,隨著環(huán)保和輕量化、節(jié)能等呼聲越來越高,以GMT(玻璃纖維氈增強(qiáng)熱塑性塑料)、LFT(長纖維增強(qiáng)熱塑性塑料)為代表的熱塑性復(fù)合材料得到了迅猛發(fā)展,主要用于汽車結(jié)構(gòu)部件的制造,年增長速度達(dá) 10% ~ 15%。作為新型材料的復(fù)合材料開始逐步替代汽車零部件中的金屬產(chǎn)品和其它傳統(tǒng)材料,取得了更加經(jīng)濟(jì)和安全的效果。
美國是當(dāng)今世界上第一大復(fù)合材料生產(chǎn)國與消耗國,他們在汽車上大量采用復(fù)合材料,在汽車輕量化方面取得了顯著效果。據(jù)估算,目前美國汽車用復(fù)合材料的年消耗量超過 70 萬t。復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用幾乎涵蓋了美國本土的所有汽車制造廠家,如通用汽車公司、福特汽車公司、戴姆勒?克萊斯勒公司以及Mack、Aero – star等重型車廠;在歐洲,復(fù)合材料已在梅賽德斯 – 奔馳、寶馬、大眾、沃爾沃、蓮花、曼恩等生產(chǎn)商的各種車型中大量應(yīng)用;而在我國,雖然目前復(fù)合材料的年產(chǎn)量在2007年已達(dá) 160 萬t,但汽車工業(yè)的用量不足 10 萬t,所占比例較小,創(chuàng)新發(fā)展能力不夠。
1復(fù)合材料在汽車上應(yīng)用的優(yōu)勢
1.1減輕整車重量
復(fù)合材料密度較小,如樹脂基復(fù)合材料的密度一般不超過 2 g/cm3,而鋼的密度將近 8 g/cm3。汽車重量減輕,提高了燃油經(jīng)濟(jì)性,從而帶來更小的功率需求、驅(qū)動(dòng)引擎和懸掛裝置,進(jìn)而減少?zèng)_擊危險(xiǎn)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,汽車重量每減輕 100 kg,意味著行駛時(shí)能節(jié)省燃油 0.7 L/110 km。除了對(duì)汽車的各種零部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和改進(jìn)外,采用高性能輕質(zhì)材料也是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的一條重要途徑。據(jù)估計(jì),碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用可使汽車車身、底盤的重量減輕 40% ~ 60%,相當(dāng)于鋼結(jié)構(gòu)重量的 1/3 ~ 1/6。英國材料系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室曾對(duì)碳纖維復(fù)合材料的減重效果進(jìn)行研究,結(jié)果表明,碳纖維增強(qiáng)聚合物材料的車身僅重 172 kg,而鋼制車身重量則為 368 kg。
1.2可設(shè)計(jì)性強(qiáng)
復(fù)合材料增強(qiáng)用的纖維是柔軟的,樹脂是可以流動(dòng)的。這表示,在制造過程中,它們可以在形成所需形狀后再復(fù)合固化,制成最終制件。對(duì)于曲面形狀的汽車構(gòu)件,當(dāng)用具有一定厚度的鋼板沖壓成型時(shí),其曲面的形狀往往受到限制,而使用復(fù)合材料時(shí),比較易于制成各種形狀的曲面,從而達(dá)到空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)和美觀方面的要求。同時(shí),復(fù)合材料的可設(shè)計(jì)性非常強(qiáng),根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和受力情況,通過調(diào)整纖維的取向、織物的組織結(jié)構(gòu)、排列的方式等,就可制成滿足不同要求的制品。
1.3縮短開發(fā)周期
復(fù)合材料制品往往是材料制造與產(chǎn)品成型同時(shí)完成。通過合理的模具設(shè)計(jì),可將不同厚度的零件、凸起部、筋、棱等全部一體成型,而用金屬板則比較困難,且生產(chǎn)效率低,難以保證制件的精度。例如日產(chǎn)“布爾巴特”汽車前端板,用鋼板制造時(shí)需 20 多個(gè)零件組成,而用復(fù)合材料用 7 個(gè)零件就能夠?qū)崿F(xiàn)。據(jù)報(bào)道,當(dāng)產(chǎn)量為 2 萬件/a時(shí),采用金屬材料的投產(chǎn)準(zhǔn)備期為 15 個(gè)月,而復(fù)合材料僅為 6 個(gè)月。福特公司的研究報(bào)告稱,復(fù)合材料可將零部件減為原來的 80%,而加工費(fèi)用比鋼材降低 60%,粘結(jié)費(fèi)用則比焊接減少 25% ~ 40%,且樹脂基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件具有極好的韌性和抗沖撞性能,還能通過設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一些特殊的性能要求。
1.4耐沖擊性強(qiáng)
以聚合物為基體的纖維復(fù)合材料由于本身特有的結(jié)構(gòu),振動(dòng)衰減系數(shù)大,因此在受沖擊時(shí)能夠吸收大量的沖擊能,有利于提高人身安全。
1.5耐腐蝕性和耐化學(xué)藥品性好
汽車上的許多部件都要承受機(jī)油、剎車油、汽油、汽車傳動(dòng)液等化學(xué)品的腐蝕,以及高溫、嚴(yán)寒、鹽霧等惡劣環(huán)境,傳統(tǒng)的金屬材料難以保證不同使用環(huán)境下性能的一致性和壽命,但復(fù)合材料制品不存在生銹和被腐蝕問題。
1.6投資小,更新快
隨著新材料、新技術(shù)不斷進(jìn)入汽車行業(yè),汽車的更新速度越來越快。傳統(tǒng)的金屬材料加工困難,巨大的模具、工裝投資已難以適應(yīng)更新?lián)Q代的需要。而復(fù)合材料加工周期短,模具工裝的變動(dòng)較容易,因而投資較小,這正好適應(yīng)了現(xiàn)代社會(huì)對(duì)汽車多樣化、更新快的需要。
2復(fù)合材料在汽車上的主要應(yīng)用部位
20世紀(jì)80年代后期,復(fù)合材料車身外覆蓋件得到了大量的應(yīng)用和推廣,如發(fā)動(dòng)機(jī)罩、翼子板、車門、車頂板、導(dǎo)流罩、車廂后擋板等,甚至出現(xiàn)了全復(fù)合材料的卡車駕駛室和轎車車身。在歐美,車輛中復(fù)合材料的用量約占本國復(fù)合材料總產(chǎn)量的 33% 左右,并呈增長態(tài)勢。
采用復(fù)合材料制造的汽車零部件種類繁多,總結(jié)起來,主要包括以下幾類:
(1)結(jié)構(gòu)件:前端支架、保險(xiǎn)杠與座椅骨架、地板等;
(2)車身及車身部件:車身殼體、硬殼車頂、車門、散熱氣護(hù)柵板、前端板、阻流板、行李艙蓋板、遮陽罩、翼子板、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、大燈反光鏡;
(3)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋下部件:如空調(diào)器外殼、導(dǎo)風(fēng)罩、進(jìn)氣管蓋、風(fēng)扇導(dǎo)片圈、加熱器蓋板、水箱部件、制動(dòng)系統(tǒng)部件及電瓶托架、發(fā)動(dòng)機(jī)隔音板等;
(4)車內(nèi)裝飾部件:門內(nèi)飾板、車門把手、儀表盤、轉(zhuǎn)向桿部件、鏡子邊框、座椅等;
(5)其他:泵蓋等電氣部件及齒輪隔音板等驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)零件、鎖體防護(hù)罩、保險(xiǎn)楔塊、嵌裝螺母、油門踏板、換檔上下護(hù)架 – 防護(hù)罩和開啟手柄等。
3在汽車上應(yīng)用的復(fù)合材料類型
作為汽車用復(fù)合材料,常用的增強(qiáng)纖維有:玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、晶須、石棉纖維、金屬纖維、芳綸、高密度聚乙烯纖維、聚酯纖維、聚酰胺纖維、聚乙烯醇纖維、聚丙烯纖維、聚酰亞胺纖維等;天然纖維包括棉纖維,劍麻、洋麻、大麻、亞麻、黃麻等麻纖維及椰殼纖維等。
常用的熱固性樹脂基體包括:環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基酯樹脂等;常用的熱塑性樹脂基體包括:聚乙烯、聚丙烯、聚醚醚酮等。
此外,陶瓷基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、碳基復(fù)合材料等也已應(yīng)用到汽車中。
3.1樹脂基復(fù)合材料
樹脂基復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè),例如美國汽車的后橋葉片彈簧,只用一片玻璃纖維環(huán)氧復(fù)合材料就可代替 10 片彈簧鋼制成的板簧,重量減輕了 80%。
3.1.1熱固性樹脂基復(fù)合材料
熱固性樹脂基復(fù)合材料是汽車常用的復(fù)合材料。SMC、團(tuán)狀模塑料(DMC)、散狀模塑料(BMC)是 3 種重要的熱固性樹脂基復(fù)合材料,它們經(jīng)常被用作模壓復(fù)合材料制品的半成品。與鋼制汽車零件相比,SMC生產(chǎn)周期短,便于汽車改型,投資效益好;重量較輕,節(jié)約燃油;設(shè)計(jì)自由;制件的整體性好,零件的數(shù)量少;耐用性和隔熱性好。但SMC不可回收,易污染環(huán)境,雖然性價(jià)比較高,但一次性投資往往高于對(duì)應(yīng)的鋼制件。為了充分發(fā)揮復(fù)合材料的減重特性,目前已將碳纖維引入SMC 組分中以取代玻璃纖維。DSM公司已研制出了碳纖維片狀模塑料(CSMC),并已將其中幾種應(yīng)用于汽車的亞結(jié)構(gòu)部件中。該材料制成的汽車部件有較好的性能,彎曲模量 ≥ 30 GPa,彎曲強(qiáng)度 ≥ 400 MPa,且重量可降到原來的 65%,可達(dá)到減重的目的,節(jié)省了能耗。
3.1.2熱塑性樹脂基復(fù)合材料
熱塑性樹脂基復(fù)合材料是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的,由于可以回收利用,因此在復(fù)合材料總量中的比例呈逐年增長趨勢。產(chǎn)品有管件(彎頭、三通、法蘭)、閥門、葉輪、軸承、電器及汽車零件、管道、座椅支架、汽車踏板、座椅、通風(fēng)和供暖系統(tǒng)、空氣過濾器外殼、變速箱蓋、座椅架、擋泥板墊片、傳動(dòng)皮帶保護(hù)罩等。汽車中常用的熱塑性復(fù)合材料主要包括以下幾種。
GMT是目前國際上應(yīng)用極為活躍的復(fù)合材料,它是以熱塑性樹脂為基體,以短切玻璃纖維或連續(xù)的玻璃纖維氈為增強(qiáng)骨架的一種新型的節(jié)能、輕質(zhì)復(fù)合材料,一般可生產(chǎn)出片材半成品,然后直接加工成所需形狀的產(chǎn)品。
LFT已成為熱塑性塑料市場增長最快的品種之一。由于其制件內(nèi)存在相互纏結(jié)的纖維骨架結(jié)構(gòu),因此具有較好的抗沖擊性和剛性,現(xiàn)已成為國外熱塑性復(fù)合材料的開發(fā)熱點(diǎn),主要用來制造受力較強(qiáng)的部件。Frost & Sallivan公司最近發(fā)表的一份題為“熱塑性復(fù)合材料中的技術(shù)創(chuàng)新”的市場調(diào)研報(bào)告指出,LFT在汽車上的應(yīng)用占全世界LFT需求量的 95% 以上。到2010年,隨著復(fù)合材料用量的增加以及鋼用量的減少,中型車的平均重量將有望從 1 400 kg 降至 1 150 kg。LFT新的應(yīng)用領(lǐng)域包括車身下部外板、前端組件和連門面板等。
同時(shí),在汽車材料中還有用短切纖維與連續(xù)纖維相混雜的LFT。在實(shí)際應(yīng)用中,要根據(jù)物體的實(shí)際受力狀況及工藝來選擇長纖維與短纖維的比例,以滿足實(shí)際需要。這種組合既保持了連續(xù)纖維LFT較高的物理性能,又兼容了短纖維的各向同性,大大提高了LFT作為結(jié)構(gòu)材料的實(shí)用性,特別適于制造汽車的保險(xiǎn)杠、加強(qiáng)梁及支撐架等功能性結(jié)構(gòu)件。
日本馬自達(dá)公司開發(fā)出一種高強(qiáng)度的用聚丙烯和玻璃纖維制成的樹脂復(fù)合材料,它的強(qiáng)度能達(dá)到普通玻璃纖維復(fù)合材料的 3 倍以上,與鋼鐵相當(dāng),可以大幅降低車體重量。在美國,至少已經(jīng)有 20 多種汽車零部件是利用GMT、LFT制成的。Borealis已成功開發(fā)了短玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯產(chǎn)品,據(jù)稱此產(chǎn)品在空氣進(jìn)氣岐管、風(fēng)扇支架和導(dǎo)片圈、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、冷卻系統(tǒng)零部件和前端托架中都有潛在用途。
與熱固性樹脂基復(fù)合材料相比,熱塑性樹脂基復(fù)合材料具有如下優(yōu)點(diǎn):(1)可回收利用;(2)在保持剛性、硬度和耐沖擊性的情況下,可減輕板件重量 15%;(3)可電涂,能在 200 ℃下放置 30 min,尺寸穩(wěn)定性好,成本效益高;(4)模塑后不需修飾;(5)原材料與加工的總成本具有競爭優(yōu)勢。圖 1 是LFT在汽車上使用的實(shí)例。
3.2碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的應(yīng)用
現(xiàn)階段,碳纖維復(fù)合材料越來越受到汽車工業(yè)的重視,在汽車中的應(yīng)用也越來越多。碳纖維復(fù)合材料是制造汽車車身、底盤等主要結(jié)構(gòu)件的最輕材料,也可應(yīng)用在高強(qiáng)承力件上,如采用拉擠成型的碳纖維承重架、減振彈簧葉片等。預(yù)計(jì)碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用可使汽車車身、底盤減輕 40% ~ 60% 的重量,相當(dāng)于鋼結(jié)構(gòu)重量的 1/3 ~ 1/6。與玻璃纖維復(fù)合材料相比,碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有更高的強(qiáng)度和模量以及更小的密度,重量要輕 1/4。
碳纖維復(fù)合材料可以吸收更多的扭變能和沖擊能,從而提高了汽車的沖擊容限水平,使汽車更安全。而減重使汽車能耗降低,減少了燃油的污染。英國材料系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室曾對(duì)碳纖維復(fù)合材料的減重效果進(jìn)行研究,結(jié)果表明:鋼制車身的重量為 368 kg,而碳纖維增強(qiáng)材料的車身重 172 kg。用碳纖維制造的板簧僅為 14 kg,比鋼制的輕 76%。碳纖維復(fù)合材料正用于某些汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)罩,其重量不到標(biāo)準(zhǔn)玻璃纖維復(fù)合材料(9.3 kg)的 33%。圖 2 是汽車用碳纖維復(fù)合材料的實(shí)例。
3.3天然纖維復(fù)合材料的應(yīng)用
天然纖維復(fù)合材料質(zhì)輕(其密度僅為玻璃纖維的 50% ~ 60%),適于汽車輕量化及節(jié)能的要求,且具有可降解性。因而,自 20世紀(jì) 90年代開始,天然纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂基復(fù)合材料制件在汽車上的應(yīng)用得到了很大的發(fā)展。歐洲地區(qū)大量采用植物纖維/PP加工汽車內(nèi)裝飾板,如德國梅賽德斯公司用黃麻/PP加工扶手、內(nèi)飾板等汽車零件。世界各國目前對(duì)天然纖維復(fù)合材料仍在進(jìn)行深入研究,研究集中于克服天然纖維的吸水性及與基體材料的不相容性、在基體中的分散性、熱形變溫度的提高、合適的成型及加工性等,已取得了較大的進(jìn)展。
3.4金屬基復(fù)合材料
鋁基復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用比較廣泛。例如,儀表結(jié)構(gòu)上用SiC含量高的鋁基復(fù)合材料,具有高的比彈性。用SiC顆粒強(qiáng)化6NO1(日本牌號(hào)的鋁合金,相當(dāng)于6061合金)已制得山地自行車輪圈,這種復(fù)合材料的輪圈比常規(guī)用的6061合金輪圈的抗斷裂強(qiáng)度高 8%,耐磨性則提高了 2.5 倍;用SiC顆粒強(qiáng)化Al – Si(Si占 20%)的鋁基復(fù)合材料制得的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)套,其耐磨性與鑄鐵件相同,而重量只有鑄件的 1/3,這對(duì)汽車的輕量化極為有利,用作耐磨材料已應(yīng)用于汽缸內(nèi)套、活塞、剎車盤等中。
近年來,纖維增強(qiáng)金屬(FRM)有所發(fā)展,鋁合金基FRM具有抗拉強(qiáng)度高和耐磨耐熱等特性。纖維增強(qiáng)的輕金屬能用于僅靠輕合金不能滿足強(qiáng)度和耐磨性的部位上,是很有發(fā)展前途的材料。例如,局部增強(qiáng)內(nèi)燃機(jī)活塞,其頂部是由氧化鋁短纖維或氧化鋁和二氧化硅短纖維混雜的增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料構(gòu)成的;而常規(guī)的內(nèi)燃機(jī)活塞由Al – Si鑄造合金制造,有些則采用在第一道環(huán)槽鑲嵌高鎳鑄鐵環(huán)。
日本本田汽車公司成功開發(fā)了由不銹鋼絲增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料連桿,這種材料的比強(qiáng)度和模量是基體鋁合金的 2 倍,但比鋼制連桿輕 30%,對(duì) 1.2 L的汽油機(jī)來說,其燃油經(jīng)濟(jì)性提高了 5%。此外,鋁基復(fù)合材料還被成功應(yīng)用到了發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)槽中,即先把增強(qiáng)體硅酸鋁纖維和氧化鋁纖維做成環(huán)狀物置于鑄模內(nèi),然后澆注鋁合金并用擠壓鑄造的方法制造出鋁基復(fù)合材料活塞,其性能和壽命均超越了傳統(tǒng)的鑄鐵環(huán)槽鑲塊。
目前,美國已將鋁基復(fù)合材料應(yīng)用于剎車輪,其特點(diǎn)是重量減少了 30% ~ 60%,導(dǎo)熱性好,最高使用溫度可達(dá) 450 ℃,其熱性能已達(dá)到原先使用的鑄鐵水平。幾乎所有歐美地區(qū)的汽車制造廠 ,包括奔馳、沃爾沃和福特、通用,都正在研究采用MMC(金屬基復(fù)合材料)制造制動(dòng)盤和制動(dòng)鼓,不僅可以減重,而且具有高的熱導(dǎo)率。
MMC在國外已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商品化,而在我國僅有少量批量生產(chǎn),以汽車零件、機(jī)械零件為主,主要是耐磨復(fù)合材料如顆粒增強(qiáng)鋁基、鋅基復(fù)合材料、短纖維增強(qiáng)鋁基或鋅基復(fù)合材料等,產(chǎn)量僅為 5 000 t/a左右,與國外差距較大。
3.5陶瓷基復(fù)合材料
陶瓷基復(fù)合材料的主要基體有玻璃陶瓷、氧化鋁、氮化硅、碳化硅等,具有高溫強(qiáng)度好、耐磨性與耐腐蝕性優(yōu)、膨脹系數(shù)低、隔熱性好及密度低等特性,且資源也比較豐富,具有廣泛的應(yīng)用前景。同時(shí),增強(qiáng)相的加入在提高陶瓷基復(fù)合材料強(qiáng)度的同時(shí),也達(dá)到了提高韌性的效果。
陶瓷基復(fù)合材料在汽車中主要用于制造耐磨、耐腐蝕、耐高溫以及對(duì)強(qiáng)度、比強(qiáng)度有較為特殊要求的部件。陶瓷基復(fù)合材料在內(nèi)燃機(jī)上尤其有著廣泛的應(yīng)用?;钊糠植捎锰沾刹牧虾?,可使燃燒室中實(shí)現(xiàn)部分隔熱,從而減少冷卻系統(tǒng)的容量和尺寸。在高強(qiáng)度柴油機(jī)中可有效降低活塞環(huán)槽區(qū)的溫度,有時(shí)可取消對(duì)活塞的專門冷卻。由于陶瓷基復(fù)合材料的重量較輕,應(yīng)用于配氣機(jī)構(gòu)中的氣門、挺柱、搖臂及彈簧座中后,允許發(fā)動(dòng)機(jī)提高轉(zhuǎn)速來提高功率,或者在轉(zhuǎn)速不變的情況下降低氣門彈簧的彈力而降低功率損耗。氣門座、搖臂頭等易磨損部件用陶瓷基復(fù)合材料后,可以減少磨損,延長使用壽命。在柴油機(jī)的渦流室安裝陶瓷基復(fù)合材料鑲塊后,可改善發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷時(shí)的燃燒以及低溫啟動(dòng)性能,并降低燃燒噪聲和二氧化碳的排放量。
轎車發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器用轉(zhuǎn)子材料是陶瓷基復(fù)合材料較為成功的應(yīng)用實(shí)例。渦輪增壓器零件中使用陶瓷基復(fù)合材料最普遍的是增壓器渦輪,與金屬渦輪相比,陶瓷基復(fù)合材料渦輪重量輕,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量僅為其 31%,從而可以改善“渦輪滯后”現(xiàn)象,并使增壓器的動(dòng)態(tài)性能提高 36%。同時(shí),陶瓷基復(fù)合材料渦輪能在金屬渦輪不能承受的高溫下工作,且由于熱膨脹系數(shù)小,能預(yù)先減小渦殼與渦輪之間的間隙以提高效率。此外,汽缸蓋、活塞銷以及排氣管等皆可用陶瓷基復(fù)合材料來制造。
4汽車用復(fù)合材料的發(fā)展趨勢
為適應(yīng)社會(huì)需求,現(xiàn)代汽車正朝著輕量化、安全、節(jié)能、環(huán)保、高速和使用壽命長等方向發(fā)展。汽車輕量化的目的是節(jié)能和減輕排放污染,而復(fù)合材料正順應(yīng)了這種趨勢,它正朝著增強(qiáng)功能性、延長使用壽命以及可再生的方向發(fā)展。
汽車工業(yè)的發(fā)展日新月異,復(fù)合材料的研究也是一日千里,各種新車型、新材料不斷涌現(xiàn)??梢灶A(yù)測,在不久的將來,更高性能的復(fù)合材料將更大范圍地應(yīng)用在汽車領(lǐng)域中。
縮小差距,盡快建立行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系
差距帶來創(chuàng)新空間
汽車產(chǎn)品的開發(fā)是一個(gè)復(fù)雜的多領(lǐng)域配合的過程,汽車行業(yè)的競爭也逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楣?yīng)鏈之間的團(tuán)隊(duì)博弈,而質(zhì)量、管理和技術(shù)始終是品牌的基礎(chǔ)。目前,國外的汽車用紡織品生產(chǎn)商、原料供應(yīng)商以及設(shè)備供應(yīng)商等,都具有一定的規(guī)模,專業(yè)化較強(qiáng),且都有自己的特長和特色原料,加工技術(shù)含量高、保質(zhì)保量,已形成一定的規(guī)模,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
我國的汽車工業(yè)雖然已經(jīng)有了飛躍發(fā)展,但車用紡織品行業(yè)與國外相比還有很大的差距,如:(1)成套生產(chǎn)設(shè)備缺乏,包括織造、定形、涂層、復(fù)合、染色、印花等工藝和設(shè)備;(2)汽車面料的競爭是設(shè)備和資金實(shí)力的競爭,但是由于前、后處理沒有專業(yè)的工廠或設(shè)備,因此最終產(chǎn)品的質(zhì)量難以保證;(3)缺少專業(yè)的從業(yè)人員,我國的汽車用紡織品由于受客戶訂單要求的限制,大多為仿制,專業(yè)設(shè)計(jì)較少,致使目前的自主開發(fā)能力受限,從而嚴(yán)重影響了新原料和新技術(shù)的研究和開發(fā),很多企業(yè)還是依賴進(jìn)口和合資,如功能性面料等。
差距和挑戰(zhàn)同時(shí)也意味著新的機(jī)遇和增長點(diǎn)。正如上汽集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心副總經(jīng)理張覺慧在接受本刊記者采訪時(shí)坦言,低價(jià)不是解決問題的根本方法,仿造只能永遠(yuǎn)落后于別人,汽車用紡織品生產(chǎn)商必須實(shí)行“引進(jìn)來,走出去”的戰(zhàn)略,通過技術(shù)創(chuàng)新、降低成本,在保證產(chǎn)品質(zhì)量的情況下實(shí)現(xiàn)低成本競爭的能力。同時(shí)他也站在下游用戶和消費(fèi)者的角度指出,環(huán)保和輕量化產(chǎn)品的開發(fā),紡織材料的隔音、隔熱性能的提高將是今后國內(nèi)汽車用紡織品的發(fā)展重點(diǎn),同時(shí)注重消費(fèi)者的個(gè)性化需求,加強(qiáng)產(chǎn)品的系列化開發(fā)也是發(fā)展趨勢。
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系的建立迫在眉睫
汽車內(nèi)污染物種類很多,能檢測到的有 100 多種,常見的大概有 30 余種,主要包括:苯、甲苯、二甲苯等系列;甲醛、揮發(fā)性有機(jī)物;微生物;重金屬以及NH3、CO、氮氧化物等。
這些污染物主要來源于:車廂密封材料、頂棚裝飾材料、保溫材料、織物面料以及車門內(nèi)襯板中因增加了阻燃劑而釋放出的甲醛、油漆材料、膠粘劑以及汽車自身排放的污染物等。
由于汽車通風(fēng)條件的不同,汽車內(nèi)污染物對(duì)人體的傷害很難界定,標(biāo)準(zhǔn)制定難度較大,現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)較少。GOST R 51206 — 1998《機(jī)動(dòng)車駕駛室和乘客室空氣中有害物的含量》是俄羅斯的國家標(biāo)準(zhǔn),歐美國家還未出現(xiàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
汽車內(nèi)飾材料一般都含有揮發(fā)性物質(zhì),陽光照射后,車內(nèi)溫度上升,會(huì)加劇揮發(fā)。揮發(fā)氣體在汽車窗戶或擋風(fēng)玻璃上凝結(jié)會(huì)造成視線不良,影響駕駛者的視線和行車安全。為了合理控制揮發(fā)物的產(chǎn)生量,對(duì)汽車內(nèi)飾材料進(jìn)行霧化試驗(yàn)是十分必要的。
霧化檢測可參照的標(biāo)準(zhǔn)包括:德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DIN75201、英國標(biāo)準(zhǔn)BS AU168:1978、美國機(jī)動(dòng)工程師協(xié)會(huì) SAE J1756:1994、美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì) ASTM D5393等。
Oeko – Tex Standard 100是由國際環(huán)保紡織協(xié)會(huì)制定的專為測試紡織品及輔料的有害物質(zhì)的方法和標(biāo)準(zhǔn),是世界范圍內(nèi)具有廣泛影響力的生態(tài)紡織品標(biāo)簽。目前,該標(biāo)準(zhǔn)體系已成為多家著名汽車制造商選購車用紡織品的參考標(biāo)準(zhǔn),如沃爾沃目前已要求其全部車型的車用紡織品具有Oeko – Tex Standard 100認(rèn)證,而克萊斯勒、三菱等公司也將該標(biāo)準(zhǔn)體系作為部分車型車用紡織品的準(zhǔn)入門檻。
目前,歐美等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的汽車內(nèi)飾紡織品的檢測標(biāo)準(zhǔn)已比較嚴(yán)格和完善,我國相對(duì)落后,對(duì)汽車內(nèi)污染的檢測仍采用室內(nèi)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn),且檢測手段和設(shè)備也不完善,大大影響了新產(chǎn)品的開發(fā)周期和生產(chǎn)成本。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的缺失和不完善使我國的汽車用紡織品生產(chǎn)企業(yè)受制于人,目前,國內(nèi)大多數(shù)汽車制造商(包括合資企業(yè)在內(nèi))或建立自己的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn),或參照國外的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行檢測,這對(duì)我國汽車用紡織品的發(fā)展極為不利,因此,我國汽車用紡織品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建立迫在眉睫,這對(duì)于行業(yè)話語權(quán)的建立和國際競爭力的提升具有實(shí)際的指導(dǎo)意義。