汽车用橡胶—弹性体的发展及相关问题研究

奚锋 顾尚安

摘要：橡胶一弹性体材料作为我国汽车制造中，一种新型的橡胶材料，具有良好的耐热、耐油等性能，在汽车各个环节的制造过程中，不断发展与进步，这对我国汽车制造行业的提升，是非常有利的。本文就对橡胶一弹性体材料中的一些相关问题，以及发展趋势，展开了简要分析和阐述。

关键词：橡胶一弹性体材料；发展趋势；汽车制造行业

在我国汽车制造行业不断发展的过程中，橡胶一弹性体材料逐渐成为是一项不可缺少的材料，其在整个汽车中占据着4%-5%的比例。橡胶一弹性体材料主要分布在汽车的发动机、车身、车椅、车轮等部位，在燃料、润滑、驱动、刹车和点火、空调等系统，都起到了非常重要的作用。因此，在橡胶一弹性体材料发展的过程中，应当对其相关的种类和特性，进行简要的了解，尤其橡胶一弹性体材料在汽车各个不同零部件中使用时的不同要求，从而使得其在汽车制造中的先进性得以充分体现，进一步地促进我国汽车制造行业的发展。

1.橡胶一弹性体材料在汽车制造中的一些使用和影响

橡胶一弹性体材料作为汽车制造中重要的材料，也是有着种类的区分的。在橡胶.弹性体材料使用的过程中，由于它自身的特性，可以在一定程度上提升汽车自身的安全、稳定等性能，像是：轮胎、内外装饰和车门窗部、空气、水、刹车系统等方面，只有合适的型号，才能将橡胶一弹性体材料的优势得以全面的展现。例如：轮胎是汽车上非常重要的组成部分，主要是负责是驱动、滑行、滚动和加速、减速以及制动刹车等功能态。橡胶-弹性体材料在轮胎制造的过程中，主要是将纤维、橡胶、金属等材料，牢固地结合在一起，但是需要注意橡胶的用量，其用量应当占据40-50%，并且对其型号也是有着一定程度上的要求。另外，橡胶.弹性体材料对于动、静刚度等性能有很高的要求，不同性能会在很大程度上影响到汽车的NVH特性。弹性体起到减震的作用，降低汽车零部件的噪音以及振动。同时，在使用橡胶-弹性体材料的过程中，在一定程度上也可以降低对相关零件的损耗，这样可以有效地提升汽车的使用寿命。

2.橡胶-弹性体材料在汽车制造行业中的发展趋势分析

橡胶-弹性体材料作为在一种新的制造材料，不管是在经济效益提升，还是在汽车质量提升等方面，都起到了重要的作用和意义。

2.1聚氨酯弹性体的介绍

聚氨酯弹性体又称为TPU，是一种可回收弹性体。随着汽车工业的飞速发展，TPU以其各种优异的特性渐渐取代传统橡胶和塑料，大范围运用在汽车制造的方方面面。

机械强度高：TPU的拉伸强度和撕裂强度比普通橡胶材料高得多，冲击强度和弯曲强度又比塑料高得多。

硬度范围广：普通橡胶的硬度范围为邵氏A20至A90，塑料为邵氏A95至D100，而TPU的硬度范围为邵氏A10至D80。

可调性能范围大：多项物理机械性能指标均可通过对原材料的选择和配方的调整，在一定范围内改变，例如动静刚度性能，在TPU的制造过程中，仅仅单一控制制品硫化的时间，即可得到不同动静刚度特性的制品，从而满足不同用户对性能的不同要求。

耐磨性优异：TPU的耐磨性极为突出，尤其在有水和油等湿介质存在的工作条件下，其耐磨性往往是普通橡胶材料的几倍到几十倍。

耐热和耐氧化性好：TPU在空氣中长时间连续使用的温度上限可达80-90°C，短时间高负荷使用温度也可达到120°C。在常温下耐臭氧性能也很好。

耐油性能优异：TPU是一种强极性的高分子材料，和非极性的矿物油的亲和性小，在燃料油和润滑油中几乎不受到任何侵蚀，因此非常适合用于汽车上各类需要液压机构的零部件中，例如：燃油供给系统、发动机润滑系统、刹车助力油系统等等。

滤震性出色：TPU对外界应力作用表现出很明显的滞后现象，在此过程中外界应力的作用部分能量消耗于弹性体的分子内摩擦，从而转变成为热能，这种特性叫做材料的阻尼性能。正是依靠这种特性，TPU被大量运用在汽车减震系统中。

9.2弹性体在汽车减震系统中的应用

汽车减震系统中，发动机支撑是最为具有代表性的弹性元件之一，其余还包括有：驾驶室支撑、挡泥板支撑、旋杆支撑、橡胶传动支撑、板簧支撑等。因此，橡胶-弹性体材料在该系统发展的过程中，主要是会对其耐久性方面，给予很高的重视，如发动机或变速箱支撑的设计过程中，应当根据机室温度的变化，充分考虑高温下的材料耐久性和动静刚度性能，合理选择相应的橡胶-弹性体材料。近年来，越来越多用到液体封入式橡胶支撑垫，不同于传统的橡胶支撑垫，这种支撑装置具有较高的衰减能力和较低的弹性刚度，且体积小，可以可靠限制发动机空转或车辆急加、急减速时所产生的特别大的振幅，越来越多被利用到发动机支撑或底盘副车架橡胶衬套中。弹性体可以在一定程度上提升汽车乘坐的舒适程度，对于NVH特性的改善，有着决定性的作用。

2.3弹性体在汽车安全气囊中的应用

安全气囊是汽车上非常重要的安全部件，保证驾驶员和乘客在发生事故时的生命安全。气囊需要有很高的强度，可以承受高速冲击，且还需要有很好的柔韧性，不能刚度过大从而伤害乘员。现代汽车工业中，在气囊制造中热塑性弹性体被大量使用，如安全气囊盖板的材料选择，主要有聚烯烃共混型热塑性弹性体（TPO、TPV）、聚氨酯型热塑性弹性体（TPU）、聚氨酯型热塑性弹性体（TPEE）。现代汽车工业，安全气囊几乎已经是每辆车的标配，从低档车的只配有主驾副驾气囊到高档车的多个甚至十多个气囊。一般约需600g热塑性弹性体材料用于制造主驾和副驾气囊盖板，按照国内年产2000万辆车计算，仅仅气囊盖板这一项，每年就需要该类材料4000t-12000t，从这一数字也可看出弹性体在汽车工业中扮演的主要角色。

3.结语

综上所述，本文对橡胶.弹性体材料在汽车制造中使用的类型，以及相应的发展形式，进行了简要的分析和阐述。橡胶一弹性体材料主要是凭借着自身各种优异的性能，为我国汽车各个环节的制造，提供了重要的材料支持，从而进一步的促进我国汽车制造行业发展的进程。