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​大放“光”彩,亚克力(PMMA)在汽车上的利用

2022-06-17 11:54:32

亚克力即聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate),简称PMMA,是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的一种高份子聚合物,又称作无机玻璃,具备高通明度、高耐候性、高硬度、易加工成型等长处,是常常利用的玻璃替换资料。

PMMA的绝对份子品质约莫为200万,并且构成份子的链较为柔嫩,是以PMMA的强度比拟高,抗拉伸和抗打击的才能比通俗玻璃高7~18倍。其作为无机玻璃时,即便破裂,也不会像通俗玻璃那样发生迸裂的碎片。

PMMA是今朝光学机能Z杰出的通明高份子资料,透光率到达92%,比玻璃及PC的透光率高,这一样成为其良多利用的Z首要根本特征。   

PMMA的耐候性在经常利用塑料里也是数一数二的,其在汽车外饰耐候测试规范SAE J2527下,可知足3500-4000 KJ/m2的耐候性测试,远高于通俗PC、PA等塑料。别的,PMMA的铅笔硬度可到达2H,也远高于PC等其余通俗塑料,具备很好的外表耐刮擦性。

亚克力的研讨开辟,距今已有一百多年的汗青。

1872年丙烯酸的聚合性被发明;

1880年甲基丙烯酸的聚合性为人晓得;

1901 年丙烯聚丙酸脂的分化法研讨完成;

1927年利用前述分化法测验考试产业化建造;

1937年甲基酸脂产业建造开辟胜利,由此进入规模性建造。

二战时代因亚克力具备优良的强度及透光性,起首被利用于飞机的挡风玻璃,坦克司机驾驶室的视线镜。盛禧奥公司旗下的Plexiglas@品牌Z早在北美完成贸易化出产PMMA板材。

1948年天下第一只亚克力浴缸的降生,标记着亚克力的利用进入了新的里程碑......

PMMA因其优良的特征,已在汽车、电子与家电、花费品、照明、修建与建材、医疗等范畴有着普遍的利用。明天咱们侧重讲讲它在请求比拟严苛的汽车范畴的利用。

PMMA在汽车范畴的利用

总的来讲,PMMA在汽车的尾灯、仪表盘面罩、外立柱和装潢件、内饰灯、后视镜外壳等范畴都有利用。其首要用于须要通明、半通明和高光芒度等范畴。

这些范畴的零部件有差别的尝试纲领,对资料的机能请求也有所差别。以吉祥汽车对纯PMMA资料请求为例,其资料规范局部请求以下。

机能

请求

密度( g/cm3 )

1.18 ± 0.02

拉伸强度( MPa )

≥ 60

简支梁完好口打击强度 ( kJ/m2 )

≥ 14

曲折强度 ( MPa )

≥ 90

曲折模量 ( MPa )

≥ 3000

维卡硬化温度 (°C )

≥ 100

透光率 (%)

≥ 90 (仅针对无色通明资料)

耐热老化性

(100 ± 2) °C * 400  h 样品无分化景象

耐光老化性

知足 Q/JL J160004 的请求

耐刮擦性(仅针对高光免喷涂外饰部件)

尾灯

汽车车灯分为前灯和尾灯,其灯罩等部件须要利用通明资料。前照灯与雾灯灯罩多利用聚碳酸酯PC类资料,这是因为外行驶进程中前灯利用的时辰常常比拟长,同时汽车行驶时对灯罩的耐打击请求较高。比方,在夜晚或大雾的时辰,前照灯或雾灯就须要永劫辰开启,对车灯的导光机能和耐热机能请求都较高,PC的Tg达145℃,可知足110-120℃的持久利用。但PC用于前灯也存在着工艺庞杂、本钱较高、易老化等错误谬误。

尾灯则通俗是转向灯、刹车灯等,灯光强度较低、利用时辰较短,是以对耐热请求绝对较低,多接纳PMMA资料,PMMA透光率92%,高于PC的90%,折射率1.492 ,耐候性好,外表硬度高,是尾灯的面罩、反射器、光导的抱负资料。因为较高的硬度,PMMA有很好的耐刮擦机能,作为外配光镜资料利用时无需停止外表掩护,可间接利用。而光散射PMMA具备较高的散射特征,易完成平均的点亮结果,是以后尾灯利用的重点资料之一。

仪表盘面罩

仪表盘面罩首要起着掩护仪表,切确显现仪表数据的感化。仪表板面罩要有高的通明度,充足的强度、刚度,有杰出的尺寸不变性,在太阳光辐射和策念头余热的低温下不变形,在持久低温下不变形、不生效、不影响各仪表的切确度。

还要有恰当的装潢性,风格幽雅,反光度低,给人以安好温馨的感受;经久性好,利用寿命10年以上;挥发性低,耐汽油、柴油和汗液的侵蚀。仪表板面罩通俗是注塑成型,PMMA利用较多。

外立柱和装潢件

汽车外立柱分为ABC柱,其机能请求首要是高光芒(通俗为钢琴黑),高耐候,高耐热,耐刮擦,经常利用计划有ABS+喷漆,PP+喷漆及PMMA+ABS双层挤出计划,和增韧PMMA计划。PMMA比拟于喷漆计划,能够或许免除喷涂流程,更环保,本钱更低,逐步成为支流计划。

内饰灯包含阅读灯和空气灯。阅读灯是汽车外部照明体系的一局部,凡是装置在前车顶或后车顶上。为避免光净化,阅读灯通俗要对光芒停止散射处置,可利用哑光或磨砂的PMMA或PC计划。

空气灯是一种能够或许营建温馨空气、晋升整车质感的起到装潢感化的照明灯。空气灯利用的导光条按照其质地分为软质与硬质两种。硬质导光条质地偏硬,没法曲折,通俗经由过程注塑或挤塑成型,材质以PMMA、PC等具备通明性的资料为主。

这里须要提出的是,针对超长导光条及散射光须要,盛禧奥特地推出了

AltuglasTM V825T-LPL (通俗耐热级别超长导光规格)和AltuglasTM Diffuse 502 (光分散规格)两个PMMA商标。此中V825T-LPL具备比通俗PMMA更好的导光性,更低的黄化指数和光接收性,一样厚度或一样长度时导光率较着高于通俗PMMA。

AltuglasTM V825T-LPL合适用于超长导光条利用,既可用于内饰,也可用于外饰。  

而AltuglasTM Diffuse 502是具备光散射结果的PMMA资料,可营建温和、质感、轻松的光学空气。

后视镜外壳

后视镜外壳首要请求较高的光芒度和黑亮度,同时请求较高的抗打击强度、耐刮擦机能和耐候机能。因为镜壳外形通俗为曲面,轻易发生应力,是以对加工机能和韧性请求比拟高。惯例计划有ABS喷漆,但工艺净化严峻,工序多,接纳PMMA计划可完成免喷涂,不过通俗此处要接纳增韧级别的PMMA资料,以知足其尝试纲领中的跌落尝试等名目。  

以上是PMMA在汽车中的一些惯例利用,都是与光学或表面有关,要末须要透光,要末须要钢琴黑等高光黑结果,能够或许说PMMA为汽车增添了良多“光华”。

因为PMMA的耐热绝对PC较低,难以知足前灯利用中高耐热的请求,以是通俗在前灯利用绝对较少。可是,来自盛禧奥的高耐热PMMA资料降服了相干错误谬误,愈来愈多地在汽车前灯体系的部件中被接纳!

PMMA在前灯透镜的利用

前文讲过,PC用于汽车前灯的首要上风在于高耐热及高抗打击性,能够或许知足110℃以上的利用温度,可是PC的光学机能并不迭PMMA,比方透光率低于PMMA,长导光条的光芒丧失率也高于PMMA,持久利用后的黄变也比PMMA更严峻。那末,PMMA在前灯若何找到用武之地呢?

光芒在长导光条中的传布      

前灯灯罩因为耐打击请求高、利用时辰长、堆积热量多等身分,通俗仍是利用PC资料。而前灯透镜则请求温度绝对较低,出格是LED大灯的风行,为PMMA在前灯透镜的利用首创了前提。2014年后,汽车全LED大灯风行,玻璃透镜渐渐加入市场,逐步被PMMA替换。

在透镜中,PMMA替换玻璃的上风有:

1. 轻易外型设想、加工成型,出格一些特别的光学设想;用玻璃只能是圆的,还要停止抛光等操纵;

2. 出产效力高,此刻一些车灯厂在做透镜规范化,比方聚光器和透镜一体化,多量量出产的话,PMMA注塑出产更可保障供货不变性;

3. 轻量化,PMMA密度是玻璃的近一半;

4. 玻璃不可收受接管,PMMA可收受接管利用。

通俗来讲,按照汽车的定位品级和前灯透镜设想差别,前灯透镜请求差别利用温度品级。请求温度在85-90℃时,惯例PMMA便可知足利用请求,可间接替换玻璃。

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