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橡胶制品在汽车领域的应用前景研究

发表时间：2021/4/14 来源：《中国科技信息》2021年4月作者：贺红文

[导读] 橡胶是汽车构件中的重要原材料之一，在汽车用非金属材料中有着重要地位，是其他材料难以替代的。每辆汽车有数百个胶件，总重达几十千克，约占整车自重的3%-6%。其中轮胎约占橡胶件总重的70％。可见，轮胎是汽车的主要橡胶件。此外，还有各种汽车用橡胶配件如胶管、胶带、密封件、减振等约300多件，随着新能源汽车的推广与发展，橡胶制品在汽车领域的应用也更加广泛。

身份证号：4304261986110****6 贺红文

摘要：橡胶是汽车构件中的重要原材料之一，在汽车用非金属材料中有着重要地位，是其他材料难以替代的。每辆汽车有数百个胶件，总重达几十千克，约占整车自重的3%-6%。其中轮胎约占橡胶件总重的70％。可见，轮胎是汽车的主要橡胶件。此外，还有各种汽车用橡胶配件如胶管、胶带、密封件、减振等约300多件，随着新能源汽车的推广与发展，橡胶制品在汽车领域的应用也更加广泛。也就是说，经济的发展将促使汽车的产销量持续增长，所需要的橡胶制品量也会随之增多，可见研究橡胶制品在汽车领域的应用前景极具现实意义。
关键词：橡胶制品汽车领域应用前景
        引言：
        汽车橡胶制品涉及到密封，传动，装饰，减振，行走等重要部件，是为汽车行业配套的重要部件，其产品质量和性能直接关系到汽车的安全，节能和环保三个方面。我国汽车工业广阔的发展前景和快速发展形势，对车用橡胶制品和原材料提出了更高的要求，也促进和带动了橡胶制品行业和相关材料的发展，并为汽车用橡胶制品发展带来了机遇和良好市场前景。
        1、橡胶的构成
        橡胶的构成主要包含两部分：一是生橡胶，二是配合剂。生橡胶作为橡胶工业的主原料，根据其来源可以分为天然橡胶与合成橡胶两种。前者主要是从热带橡胶树上采集而来的胶乳，经过一系列加工处理后形成的一种高弹性材料。经过加工处理后的天然橡胶一般为片状固体，单体是异戊二烯。后者主要是以煤、石油以及天然气作为原料采用化学合成方法制造而成。配合剂主要包括硫化剂、软化剂、补强剂、防老剂、硫化促进剂等，主要作用是提高并改善橡胶制品的性能。[1]其中，硫化剂和塑料里的固化剂比较相似，常见的有硒、硫磺以及氧化硫；软化剂主要是强化橡胶的可塑性与柔软性；补强剂主要是强化橡胶的力学性能以及耐磨和抗撕裂行性，如氧化硅、炭黑以及滑石粉；防老剂主要是避免橡胶老化；硫化促进剂主要是促进硫化过程，减少硫化时间，如氧化镁、氧化铝、氧化锌、醛胺类有机化合物。
        2、橡胶在汽车上的应用
        目前，橡胶制品已成为现代汽车上不可缺少的重要零部件，其重量占到整个汽车的4%～5%。汽车上常用的橡胶品种有天然橡胶NR、丁苯橡胶SBR、氯丁橡胶CR、丁腈橡胶NBR、三元乙丙橡胶EPDM、丙烯酸酯橡胶ACM、氟橡胶FKM、硅橡胶Q和丁基橡胶IIR等。[2]橡胶材料已广泛应用在汽车的各个系统，主要包括密封制品、轮胎、减震制品、胶管制品等。密封制品包括O型圈、回转轴油封、密封条、防尘罩、平面密封垫等。O型圈一般使用 H-NBR，油封一般使用NBR、ACM，车门密封条和防尘罩大多使用EPDM。轮胎是由橡胶与金属、纤维牢固结合在一起的复合制品，橡胶量占40%～50%，所用橡胶主要以通用型的NR、IR、BR、SBR 和IIR为主。减震制品使用的橡胶材料不仅具备一般性能要求，还有防振性能要求，包括动倍率Kd/Ks、减衰系数tanδ、耐磨耗性。对于动力总成支撑和底盘衬套的橡胶减震器件，为改善汽车的乘坐舒适性，必须采用减衰系数大而动倍率低的材料，一般采用NR、NR+ BR，要求耐油的采用NBR，要求耐高低温的采用硅橡，如排气管吊耳，要求高阻尼的采用 IIR。
        胶管制品有燃油胶管、冷却液胶管、制动软管、空调胶管、散热器胶管等。

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燃油胶管材料主要以NBR+PVC为主，NBR+PVC根据所使用位置对燃油透过性的要求不同分低透过性 NBR+PVC和普通NBR+PVC，如燃油箱通气管、碳罐脱附管和燃油箱呼吸管使用单层低透过性 NBR+PVC管，碳罐排气管则使用单层普通 NBR+PVC管，在燃油箱进油管使用内层3元系FKM/外层NBR+PVC的双层管，在靠近发动机侧碳罐脱附管为增加管体强度和耐高温能力使用内层低透过性NBR+PVC/中间编织层/外层CM的三层管。制动软管分真空制动软管和液压制动软管，材料主要以EPDM为主，真空制动软管使用内层EPDM/中间编织层/外层EPDM 的三层管，破坏强度在2.45MPa以上，液压制动软管使用内层EPDM/第一编织层/中层EPDM/第二编织层/外层EPDM的五层管，破坏强度在49.03MPa以上。空调胶管使用内层IIR/中间编织层/外层EPDM的多层管。[3]
        3、汽车领域中橡胶制品的发展前景
        车用橡胶制品作为汽车零部件工业发展中不可或缺的重要构成部分，具有良好的发展空间和前景。在汽车整个生产成本中，橡胶制品占据6%左右的成本，加之全球每年使用的生橡胶量有超过70%都是运用在汽车行业中，可见，在汽车领域中橡胶制品的发展十分重要。据统计数据显示，汽车用橡胶制品里轮胎约占60%，其它橡胶制品约占40%。除开轮胎，一辆汽车通常需配100-200种，200-500个橡胶配件，重量高于50kg，橡胶材料消耗量在整个车辆质量中占比约5%，橡胶配件成本在整个车辆成本中约占6%。且伴随对汽车乘坐舒适度、汽车性能、操作稳定性等方面要求的提升，橡胶配件特别是橡胶减振件在汽车生产领域中的需求量将进一步增长。在2015年，仅中国就消耗掉全球约45%的天然橡胶，而这些天然橡胶中用在哪里？统计答案告知，其中38%用在各种各类的橡胶轮胎生产中。全球2016年橡胶原料总需求量已达2713万吨，其中有1250万吨天然橡胶与1463万吨合成橡胶。预计在未来的2018年以后的几年里，橡胶需求量继续以2%～3%的比例增长。[4]此外，在提倡绿色环保发展的大背景下，各类节能环保的橡胶制品也逐渐被运用到汽车生产中，如T P O热塑性弹性体材料在汽车配件中的使用就比较广泛。可见，在未来绿色环保的车用橡胶制品将会成为主流发展趋势之一。同时，如骨架油封、密封条、胶管、减振橡胶制品等在汽车领域应用较多的产品，除了要不断拓展产能外，还应注重产品性能、质量、规格等方面的研究。换言之，橡胶制品企业应紧密结合汽车行业的发展背景，不断创新技术、强化内部管理、积极采用新型原料、引进先进生产工艺、完善相关检测手段等，以便生产出质量更好、性能更高、更符合绿色发展理念的橡胶制品，这样才能实现橡胶制品在汽车领域的稳定、可持续发展。[5]
        4、结语
        综上所述，随着社会经济和科学技术的不断发展，汽车行业的发展将会面临越来越多的机遇和挑战。因此，橡胶制品企业应不断研究和创新出更好的橡胶制品，迎合汽车行业的发展需求，为强化汽车质量和性能提供助力。只有这样，才能拓宽橡胶制品在汽车领域的发展空间，实现橡胶制品和汽车行业的同步发展。
参考文献：
[1]刘洪,李蓉,魏福智,等.汽车橡胶减振圈多腔模具的设计[J].特种橡胶制品,2015(2):67-68.
[2]杨西宁,赵云飞.某型汽车橡胶防振垫硫化模具的设计[J].特种橡胶制品,2018,39(3):65-68.
[3]徐立志.汽车油封橡胶材料的研究进展[J].当代化工,2016,45(10):2478-2479,2484.
[4]朱俊.探究车用橡胶减震制品的性能特点及发展趋势[J].广东橡胶,2016(2):18-24.
[5]王明喜.谈论汽车腐蚀与防护技术设计理念[J].黑龙江科技信息,2017,12:34.