黃毅
摘要:在汽車的生產制造中,橡膠是十分重要的原材料之一,在汽車用非金屬材料中有著不可替代的地位。每一輛汽車都包含數以百計的橡膠部件,總重量高達幾十千克,是整個車身重量的3%-6%,尤其是輪胎,占據橡膠部件總重量的70%。此外,還包括密封件、膠管、減震墊、膠帶等三百多種配件。可見,橡膠制品在汽車領域的應用十分廣泛要。基于此,本文首先分析橡膠制品的構成及其在汽車領域的應用情況,然后探討汽車領域中橡膠制品的應用前景。
關鍵詞:汽車領域;橡膠制品;應用前景
據中國產業發展研究網報道的數據可知,近幾年我國汽車產銷量呈穩定的增長狀態。以2016年為例,縱觀2016年我國的汽車市場,汽車產銷整體表現出穩中有升的趨勢。2016年1-10月汽車銷量達2200萬輛,同比增長約13.8%,全年汽車總銷量超2700萬輛。此外,有資料顯示,未來5年中國汽車產銷量將繼續以5%的速度增長,至2020年有望突破3300萬輛,汽車行業的發展對橡膠制品的需求量越大越大。
加之,新能源汽車的推廣發展,這就意味著汽車領域的發展將會步入新的臺階。換言之,經濟的發展將促使汽車的產銷量持續增長,所需要的橡膠制品量也會隨之增多,可見研究橡膠制品在汽車領域的應用前景極具現實意義。
一、橡膠的構成
橡膠的構成主要包含兩部分:一是生橡膠,二是配合劑。生橡膠作為橡膠工業的主原料,根據其來源可以分為天然橡膠與合成橡膠兩種。
前者主要是從熱帶橡膠樹上采集而來的膠乳,經過一系列加工處理后形成的一種高彈性材料。經過加工處理后的天然橡膠一般為片狀固體,單體是異戊二烯。后者主要是以煤、石油以及天然氣作為原料采用化學合成方法制造而成。
配合劑主要包括硫化劑、軟化劑、補強劑、防老劑、硫化促進劑等,主要作用是提高并改善橡膠制品的性能。其中,硫化劑和塑料里的固化劑比較相似,常見的有硒、硫磺以及氧化硫;軟化劑主要是強化橡膠的可塑性與柔軟性;補強劑主要是強化橡膠的力學性能以及耐磨和抗撕裂行性,如氧化硅、炭黑以及滑石粉;防老劑主要是避免橡膠老化;硫化促進劑主要是促進硫化過程,減少硫化時間,如氧化鎂、氧化鋁、氧化鋅、醛胺類有機化合物[2]。
二、橡膠制品在汽車領域的應用
1.膠管。汽車領域使用的膠管主要包括制動膠管、燃油膠管、動力轉向膠管、散熱器膠管、渦輪增壓器膠管以及空調膠管。各類膠管在汽車的生產制造中都有一定價值和作用,缺一不可。
2.油封。油封屬于高技術含量的精密橡膠零件,主要用來封油,保障循環油路的順暢穩定。主要工作原理是將傳動部件里需要潤滑的部件和作功部件隔離開來,防止潤滑油滲漏。TC油封是油封的主要代表形式,屬于橡膠全部包裹的帶自緊彈簧的雙唇油封,通常意義上的油封就是這種TC骨架油封。
3.密封條。密封條主要起到密封作用,達到防水、防塵、減震、固定、隔熱、隔音等目的。在汽車領域使用的橡膠密封條主要材料是三元乙丙橡膠,但隨著汽車行業的不斷發展,熱塑性彈性體材料的應用優勢逐漸顯現出來,應用較多的熱塑性彈性體材料主要是TPV/熱塑性硫化橡膠,具備摩擦系數小和耐磨性良好的優勢,可以作為汽車密封條接角材料以及玻璃導槽密封條的擠出用料。
4.傳動帶。汽車傳動帶主要包括V型帶與同步齒輪帶兩種,前者的主體材料是氯丁橡膠,骨架材料以人造絲及玻璃纖維為主;后者的主體材料是氯磺化聚乙烯以及氫化丁腈橡膠/HNBR橡膠,骨架材料以玻璃纖維為主。
5.減振橡膠制品。減振橡膠制品的主要作用為提高汽車駕駛的舒適性和安全性。減振橡膠制品應結合不同使用部位而選擇。就耐疲勞及蠕變性而言,可優選天然橡膠;若要強化耐熱性,則可優選硅膠;要在動態生熱小的地方使用,就可優選順丁橡膠;若該產品作業時要和各種油介質接觸,就應選擇丁腈橡膠[3];若要控制汽車尾氣的排放,提高發動機與排氣管溫度,橡膠制品就應選擇熱老化性能好的丁腈橡膠。
6.輪胎制品。輪胎制品在橡膠工業里的消耗較量最多,輪胎工業的每一項舉措均對整個橡膠工業起著重要影響,于橡膠工業里占絕對主導地位。但其它制品雖也在橡膠工業里有程度不同的重要性,不過耗膠量總和甚至不到輪胎的一半。同時,橡膠作為輪胎制造的主要材料,在輪胎總質量中占比45%-50%。如:順丁橡膠,屬于丁二烯聚合制成的結構規整的合成橡膠,經硫化的順丁橡膠耐磨性、耐寒性與彈性均較強,且在動負荷下發熱少,耐老化性好,在汽車領域的應用相當廣泛。
7.其他橡膠制品。汽車領域除使用上述橡膠制品外,還包括皮碗、制動皮膜、防塵罩等橡膠制品。其中車用膜片的材料應以氯化聚乙烯橡膠/CPE/CM為主,壓力調節器膜片應采用氟硅橡膠和聚酯織物為主,防塵罩應采用聚烯烴熱塑性彈性體/TPO材料為主。
三、汽車領域中橡膠制品的發展前景
車用橡膠制品作為汽車零部件工業發展中不可或缺的重要構成部分,具有良好的發展空間和前景。在汽車整個生產成本中,橡膠制品占據6%左右的成本,加之全球每年使用的生橡膠量有超過70%都是運用在汽車行業中,可見,在汽車領域中橡膠制品的發展十分重要。
據統計數據顯示,汽車用橡膠制品里輪胎約占60%,其它橡膠制品約占40%。除開輪胎,一輛汽車通常需配100-200種、200-500個橡膠配件,重量高于50kg,橡膠材料消耗量在整個車輛質量中占比約5%,橡膠配件成本在整個車輛成本中約占6%。且伴隨對汽車乘坐舒適度、汽車性能、操作穩定性等方面要求的提升,橡膠配件特別是橡膠減振件在汽車生產領域中的需求量將進一步增長。
在2015年,僅中國就消耗掉全球約45%的天然橡膠,而這些天然橡膠中用在哪里?統計答案告知,其中38%用在各種各類的橡膠輪胎生產中。
全球2016年橡膠原料總需求量已達2713萬噸,其中有1250萬噸天然橡膠與1463萬噸合成橡膠。預計在未來的2017,2018年等幾年里,橡膠需求量繼續以2%-3%的比例增長。
此外,在提倡綠色環保發展的大背景下,各類節能環保的橡膠制品也逐漸被運用到汽車生產中,如TPO熱塑性彈性體材料在汽車配件中的使用就比較廣泛。可見,在未來綠色環保的車用橡膠制品將會成為主流發展趨勢之一。
同時,如骨架油封、密封條、膠管、減振橡膠制品等在汽車領域應用較多的產品,除了要不斷拓展產能外,還應注重產品性能、質量、規格等方面的研究。
換言之,橡膠制品企業應緊密結合汽車行業的發展背景,不斷創新技術、強化內部管理、積極采用新型原料、引進先進生產工藝、完善相關檢測手段等,以便生產出質量更好、性能更高、更符合綠色發展理念的橡膠制品,這樣才能實現橡膠制品在汽車領域的穩定、可持續發展。
四、結語
綜上所述,隨著社會經濟和科學技術的不斷發展,汽車行業的發展將會面臨越來越多的機遇和挑戰。因此,橡膠制品企業應不斷研究和創新出更好的橡膠制品,迎合汽車行業的發展需求,為強化汽車質量和性能提供助力。只有這樣,才能拓寬橡膠制品在汽車領域的發展空間,實現橡膠制品和汽車行業的同步發展。
參考文獻:
[1]肖艷.橡膠制品在現代機械車輛上的應用[J].橡塑資源利用,2010(04):25-29.
[2]曾曦明.橡膠制品在汽車上的應用[J].黑龍江科技信息,2015(04):13-13
[3]江鎮海.橡膠制品在汽車領域的應用[J].橡膠參考資料,2010(01):43-45