中空微球结构热塑性材料对汽车轻量化的影响



中空微球结构热塑性材料对汽车轻量化的影响

近几十年来，客运车辆载质量不断增加，因此导致车辆的燃油消耗量和CO2排放量不断攀升。基于此，减轻车辆自身质量是降低整车燃油消耗量的一个有效途径，从而可以满足更加严苛的尾气排放标准。目前，将热塑性材料应用到汽车轻量化领域是一个研究热点，这是因为热塑性材料在室温下是固体，而在高温下可以融化，因此其具有较好的设计空间和可回收特性，符合当前汽车行业可持续发展的宗旨。利用热塑性材料这一特性，可以在其熔融加工状态下加入某些特定的填料，以此来赋予其新的特点和功能。重点研究了形成中空微球结构的热塑性材料，这种材料的结构是通过将一些具有较低密度比的传统矿物填料（如滑石粉、碳酸钙、玻璃纤维等）在熔融状态下注入到其中形成的，特别是使用玻璃纤维填料时，在热塑性材料中形成了外由刚性玻璃和内由惰性气体组成的玻璃微球，这种结构具有一定的保温隔音性能，更重要的是该结构在碰撞冲击试验中表现优异。热塑性材料中存在大量中空微球结构使得其具有良好的能量吸收特性，因此热塑性材料是很好的汽车安全设计材料。研究了在熔融过程中热塑性材料熔点的规模对其中空微球结构的影响，并发现了两种可以承受熔融处理的微球材料iM30K和K37，成功地降低了热塑性材料的密度。

刊名：Key Engineering Materials（英）

刊期：2014年第611～612期

作者：A. S. Doumbia

编译：张苏铁