橡膠制品在汽車(chē)領(lǐng)域的應用

       2007年中國汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量分別為888.24萬(wàn)輛和879.15萬(wàn)輛，同比分別增長(cháng)22.02%和21.84%。據預測，到2010年年銷(xiāo)量將超過(guò)1000萬(wàn)輛，平均增長(cháng)率12%，屆時(shí)中國汽車(chē)保有量將達到9100萬(wàn)輛。這無(wú)疑將給與汽車(chē)工業(yè)相關(guān)的橡膠行業(yè)，無(wú)論是生產(chǎn)供應還是社會(huì )維修服務(wù)都提供巨大市場(chǎng)。

       橡膠占汽車(chē)用材料總重的5%，平均每輛汽車(chē)需要的橡膠配件達100200種，數量有200500個(gè)。隨汽車(chē)可靠性、環(huán)保、節能要求的不斷提高，橡膠材料復合并用、制品結構優(yōu)化，提高材料的耐熱性、耐低溫性、耐長(cháng)期老化性、耐油性、防滲漏性、耐長(cháng)期疲勞性，并進(jìn)一步降低成本等已成為汽車(chē)橡膠發(fā)展的主要課題。氟膠、矽膠、丙烯酸酯橡膠等特種橡膠和耐熱彈性體等仍將是未來(lái)汽車(chē)橡膠發(fā)展的主流方向。

       用於汽車(chē)的橡膠部件很多，并在汽車(chē)系統中發(fā)揮不同的作用。除了汽車(chē)輪胎之外，膠帶用於運動(dòng)傳輸，密封件用於支撐徑向或往復運動(dòng)部件，墊片和O形圈用於密封油或燃油，膠管用於輸送液體或氣體等。用途不同，對所用橡膠的種類(lèi)、性能等的要求也不同，要根據材料的耐燃、耐油、耐熱以及低溫柔性和密封能力等來(lái)選擇使用。有時(shí)，同一裝置也可能選用不同材料，主要取決於應用溫度、燃油和油品的種類(lèi)以及汽車(chē)的設計要求。

       四大應用領(lǐng)域

       汽車(chē)用橡膠制品（未包括輪胎）一般可分為四大類(lèi)：密封；減震、安全制品；傳送帶；軟管。

       密封

       密封系統主要用於阻止液體或其他材料泄露，包括O型圈、回轉軸油封、密封條、防塵罩、平面密封墊等。有時(shí)用金屬、塑料或織物制造密封件，但更多的是使用橡膠。上世紀80年代初，美國研制成功的填充聚四氟乙烯復合材料油封，成功解決了發(fā)動(dòng)機漏油、漏水問(wèn)題，同時(shí)極大提高了汽車(chē)技術(shù)性能。當發(fā)動(dòng)機和傳動(dòng)系統使用石油系列潤滑油時(shí)，密封材料一般選用丁橡膠（NBR）、丙烯酸酯橡膠（ACM）、矽橡膠（VMQ）或氟橡膠（FPM）。

       發(fā)動(dòng)機用油要求壽命長(cháng)、粘度低（節油）、高溫下潤滑平穩等，因此通常發(fā)動(dòng)機油含有多種添加劑。HNBR、FPM、ACM在高溫下置於含添加劑的油中長(cháng)時(shí)間浸泡後，還能保持較好的強度性能。而氫化丁橡膠（HNBR）在這幾種橡膠中對各種添加劑的抗耐性也是的，同時(shí)氫化丁橡膠（HNBR）耐熱、耐油、耐老化性能優(yōu)異，是丁橡膠的換代產(chǎn)品，目前在高性能汽車(chē)配件中應用日益廣泛。長(cháng)期以來(lái)，汽車(chē)行業(yè)一直用NBR和軟木橡膠制造發(fā)動(dòng)機用的墊片，但現在以使用ACM和VMQ為主，以滿(mǎn)足耐熱、密封能力和壓縮耐久性的要求。

       燃油泵膜片是化油器系統中典型的燃油泵結構件。膜片要承受發(fā)動(dòng)機產(chǎn)生的熱影響，因此不僅要求在汽油中具有良好的耐久性，同時(shí)必須具有較高的耐熱性。因為需要耐氧化汽油，對於密封件而言，NBR、HNBR和FPM都可用於減震器、絕緣體和油封，至於選用哪種材料則要根據具體使用溫度而定。

       減震

       在汽車(chē)減震橡膠制品方面，包括懸置、減振器、安全氣袋等。高功能的充液體的發(fā)動(dòng)機墊和軸套，是近年來(lái)國外汽車(chē)用橡膠制品新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的代表性成果。高功能的充液發(fā)動(dòng)機墊和軸套，是以橡膠彈性體做流體密封膜，受震動(dòng)時(shí)橡膠彈簧發(fā)生變形，從而起到緩沖作用。而橡膠制成的汽車(chē)安全氣囊是20世紀70年代開(kāi)始研制，90年代獲得推廣應用的一項復合型的橡膠新產(chǎn)品，現在不僅在駕駛員座位，而且在助手席上也裝用。

       傳送帶

       在汽車(chē)中zui常見(jiàn)的傳送帶是同步帶，用於帶動(dòng)曲軸凸輪同步運轉。同金屬鏈條相比，同步帶可以有效降低帶與鏈輪的接觸噪音，也不需要潤滑，而且具有輕量化的特點(diǎn)。同時(shí)，由於其柔韌性，也可適用於多軸驅動(dòng)。在日本，有70%以上的小汽車(chē)使用同步帶，在歐洲則高達80%以上。

       以前橡膠同步帶一直采用氯丁橡膠（CR）覆蓋膠。而現今經(jīng)過(guò)大量研究發(fā)現，氫化丁橡膠（HNBR）具有更*的性能，因此在汽車(chē)用同步帶獲得了更多應用。HNBR綜合性能比CR優(yōu)勝，在較寬的溫度范圍內具有穩定的復數模量、較好的低溫性能、耐熱和耐臭氧性能、優(yōu)異的耐屈撓性能和良好的耐油性。在膠帶功能試驗中，氫化丁橡膠（HNBR）同氯丁橡膠（CR）覆蓋膠相比，在相同的運轉時(shí)間下前者的耐熱水準高出40℃。同時(shí)，HNBR的壽命是CR的2倍。

       軟管

       管道是汽車(chē)*的主要配件之一，包括水管、汽管、燃油管、空調管、輸油管、蝸輪增壓膠管和加油管等。

       由於汽車(chē)的體積有限，連接各種設備的管道都必須多次彎曲，橡膠的耐屈撓性和柔韌性非常好，因此，在汽車(chē)中使用的管材大部分都是橡膠軟管。如現在廣泛使用ACM和AEM制成的潤滑油散熱器膠管和機油散熱器膠管，具有優(yōu)良的耐熱性；空氣輸送管和進(jìn)氣管必須具有良好的屈撓性、耐候性、減震性、耐真空塌陷性和耐油性，多種彈性體（如CR、NBR/PVC、EPDM、CM、ACM）和熱塑性彈性體（如聚酯、聚丙烯與EPDM的共混體）被選用於該用途。

       面臨的難題

       在應用不斷拓展的同時(shí)，汽車(chē)用橡膠制品也面臨來(lái)自性能和環(huán)保方面的挑戰。

       首先，汽車(chē)使用的介質(zhì)不斷更新，對橡膠制品行業(yè)提出了新的要求。隨汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的功率越來(lái)越大，發(fā)動(dòng)機罩下就越來(lái)越擁擠。而流線(xiàn)型的設計又使空氣循環(huán)變差，以致汽車(chē)發(fā)動(dòng)機罩下的溫度越來(lái)越高，再加上尾氣排放要求的提高以及開(kāi)發(fā)新型燃油應對汽油短缺的需要，都要求汽車(chē)所用的介質(zhì)不斷改進(jìn)和更新，這就對汽車(chē)橡膠制品的耐熱和耐介質(zhì)性能提出了新的、更高的要求。

       比如汽車(chē)空調致冷劑的改變。由於禁用破壞大氣臭氧層的致冷劑R12或CFC12，而改用新型致冷劑R134a，同時(shí)對空調系統的潤滑劑也進(jìn)行了相應的調整，所以，原用於R12致冷劑的橡膠材料就不能適應R134a的要求了。而且，今後的致冷劑要進(jìn)一步發(fā)展為二氧化碳致冷劑，屆時(shí)還可能對橡膠材料作新的調整。

       再如汽車(chē)制動(dòng)液的改變。用於醇型制動(dòng)液（篦麻油/乙醇或丁醇）的橡膠制品（制動(dòng)皮碗、制動(dòng)膠管等）基本上采用天然橡膠，但是近年來(lái)國內外開(kāi)始大量使用合成制動(dòng)液，天然橡膠已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足性能要求。

       此外，環(huán)保政策對汽車(chē)橡膠制品提出了更為苛刻的要求。其中以歐盟的限制zui為嚴格，要求汽車(chē)實(shí)現低排放甚至*，迫使進(jìn)一步提高燃油的燃燒效率，導致橡膠制品在更高的強度下工作，傳統的橡膠制品往往難以承受。歐盟還規定，自2005年7月1日起禁止在高壓膠管和燃油膠管中使用含鉛硫化助劑和穩定劑，而替代助劑大多是新型助劑，價(jià)格較高，大大增加了橡膠制品的生產(chǎn)成本。