高分子材料在車燈中的應用及發展研究

于佳華

(長春職業技術學校，長春 130102)

1 引言

現代汽車行業的發展十分迅速，汽車不僅滿足人們日常的出行需求，也體現了人們的生活品位。車燈作為整車重要的零部件之一，不僅體現了整車的外觀美，還影響著整車的環保化、科技化和輕量化。車燈是整車的靈魂，不僅受到研發者的重視，消費者也越來越關注。車燈暴露在車輛之外，安全性、可靠性是其基本要求，由于內部光源和外部環境的影響，需要車燈材料具有良好的耐候性、耐高溫、耐腐蝕、絕緣性好等特點。高分子材料具有質輕、可塑性強、機械性能好、耐沖擊等良好的特點，滿足了車燈對材料的要求，因此，高分子材料廣泛地應用于車燈領域。Bayer、SABIC、Evonik、BASF等國際化巨頭公司均在不斷探索高分子材料在車燈領域的應用和發展。高分子材料作為一種綜合性能良好的材料已廣泛應用于汽車制造，尤其是近些年來很多研究者將高分子材料應用于汽車車燈的制作。

2 高分子材料在車燈領域中的應用

高分子材料分為合成和天然高分子兩種，主要基體為塑料、纖維、橡膠。合成高分子材料具有質輕、可塑性強、耐候性、耐高溫、透過率高等特點，被廣泛應用于汽車行業，尤其是車燈領域。

2.1 聚碳酸酯(PC)

聚碳酸酯類材料比較突出的優點是具有優異的透明性及較好的耐高溫性能，使用的溫度范圍比較廣，穩定性也比較高，不易變形。車燈在使用時會出現發熱的現象，導致車燈的溫度變高，這要求汽車車燈的材料能夠耐受一定的溫度范圍。目前，聚碳酸酯類材料用作前照燈和霧燈的比較多。前照燈與霧燈在行駛過程中往往使用的時間比較長，例如，在大霧長時間不能消散的時候，霧燈就需要長時間開啟，這種長時間的使用對車燈的導光性能以及耐熱性能的要求比較高，一般采用的都是聚碳酸酯類材料。目前，聚碳酸酯類在車燈中的應用已經占塑料類材料的50%左右，是主要的車燈塑料材料。

PC作為前照燈的主要材料，尤其是前照燈的燈罩，存在著工藝復雜、成本較高、易老化等缺點，改性聚碳酸酯是當前的研究重點。將硅元素加入到碳-氫鏈中，增強了聚碳酸酯的耐老化、抗紫外、流動性等性能，可以簡化生產工藝，無須繁雜的涂裝工藝，降低了整燈起霧、老化的概率。

2.2 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)

PMMA又稱亞克力，作為一種無定型的高透明熱塑型材料，廣泛應用于汽車車燈，尤其是汽車的組合后燈和氛圍燈。PMMA具有透過率超過90%、折射率1.492的光學特性，耐候性好，表面硬度高，是尾燈的面罩、厚壁、光導的理想材料。光散射PMMA具有較高的散射特性，易實現均勻的點亮效果，是當前尾燈應用的重點材料之一。耐熱級PMMA具有較高的透過率和耐熱特性，是前照燈厚壁透鏡的理想材料。高光黑PMMA不僅能夠突出車燈的其他部件特征，還能體現整燈的厚重感和莊重感，是車燈內裝飾件的理想材質之一。高透過率PMMA由于其接近透過率極限的特征，主要應用于光導部件和透鏡部件。

2.3 聚酯(PBT/PET)

PBT和PET是一種主鏈上含有酯基的線性熱塑型飽和聚酯，具有耐熱高、可塑性強和成本低等特點，是裝飾件應用的主要材料之一。PBT/PET加工穩定性比較優良，有較好的耐水解性能、良好的流動性和優良的耐熱性能，是高溫PC、高溫PMMA的替代品。由于具有摩擦系數較小、優良的自潤滑性能，制備的產品表面光澤性比較高。通常成型之后的產品需要經過真空鍍鋁、鍍鎳等技術的金屬化處理。

2.4 其他

聚丙烯(PP)：具有良好的電絕緣型、耐疲勞、耐化學腐蝕、力學性能和耐熱性能，通常應用于前照燈的燈殼和后蓋等零部件。組合后燈的后蓋、飾板和線束的支架和導槽等零部件多采用改性PP，如PP-T20。

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、PC/ABS：一種可塑性強、韌性好、強度高的熱塑性高分子材料，成型之后的產品表面具有較高的光潔度且易電鍍和染色處理，主要應用于尾燈燈殼和飾板。同時，ABS可以與PC按不同的比例配成共混物，同時具有ABS和PC的特性，若PC占比較高，耐沖擊性能比較高，若ABS含量占比較高，則流動性比較好。

前照燈的遠近光反射鏡大多采用PET、PI、BMC等材料。BMC是一種新型團狀高分子材料，是由添加劑、脫模劑、引發劑、礦物填料、不飽和聚酯樹脂等材料在增稠過程中發現的中間體材料，具有較強的機械強度、耐熱、耐老化、耐水和溶劑等特點。同時，成型收縮小、尺寸精度高、耐高溫等特點保證了近光具有清晰的明暗分界線和遠光的高照度。

3 高分子材料在車燈領域中的發展趨勢

簡約化、科技化、高耐熱、輕量化、環保化是未來車燈發展的趨勢和方向。耐高溫的透鏡材料、高擴散性和透過率、較長耐候性、無污染健康的高分子材料是未來車燈應用的材料首選。

綠色化：人們的環保意識逐漸加強，對健康更加重視，所以，綠色環保的高分子材料在車燈領域所占的比重會逐漸加大。可重復利用、可降解、無污染的高分子材料既能降低整燈的生產成本，也不會對環境產生破壞性影響，有利于提升整車的環保性能和附加值。

高功能化：汽車安全是當前汽車發展遇到的一個重要問題。車燈作為外部零部件，有效增強整車安全性能是研發者關注的重點之一。高分子材料的高功能化為車燈的安全提供了發展思路和可能性。

智能化：車燈的未來發展趨勢是智能化，交互式尾燈、OLED尾燈、投影式前照燈等是當前的發展重點。未來隨著高分子材料的智能化發展，如具有記憶功能的高分子材料、水溶性高分子材料、自發光高分子材料等，為車燈的智能化提供了更加廣闊的發展空間和發展思路，創造了無限的可能。

車燈面臨的挑戰是未來高分子材料的發展方向，高分子材料的發展為車燈的發展創造了思路和可能性。綠色化、高功能化、智能化既是高分子發展趨勢，也是車燈的發展趨勢。

4 結語

汽車行業的發展及人們生活水平的提高，使得汽車的銷售量和使用量大幅度增加，這給環境造成了不小的壓力。雖然我國大力開發電動汽車來代替傳統的汽車，但是在技術上還不夠成熟，所以，汽車的能源消耗是一個急需解決的問題。使用可回收利用的高分子材料來制作車燈，不僅可以減少能源的消耗，還能減輕環境的污染。高分子材料相對于傳統材料具有更加優良的性能，對汽車的整體發展起到了推動作用，在未來將會得到更加廣泛的應用。