книги из ГПНТБ / Шнуров, В. Н. Состояние и перспективы развития потребления полиолефинов, полистирольных пластмасс и фторсодержащих полимеров в автомобильной промышленности за рубежом

ВВЕДЕНИЕ

Использование пластмасс а синтетических смол в автомобиле­ строении известно с первых шагов развития э т о ё отрасли промыш­ ленности.

В первые годы производства грузовых автомобилей использовали

целлулоидные пленки в качестве промежуточного слоя в многослой­ ных защитных стеклах. Автомобили покрывали нитролаками, применя­ ли пресс-материалы на основе фенольных смол для производства де­

талей электрооборудования и покрытий тормозов. В период до сере­

дины 50 -х годов потребление пластмасс в этой отрасли развивалось

на один американский автомобиль расходовалось в среднем 63 кг пластмасс и синтетических смол. Сейчас около 30 видов пластмасс служат материалом для изготовления более чем 400 автомобильных

деталей [l,2 ] .

Быстрый рост использования пластмасс в автомобилестроении обус­

ловлен тем, что они удовлетворяют таким важным требованиям,

предъявляемым к современным автомобилям, как снижение себестои­ мости, уменьшение веса , улучшение конструкционных качеств ма­ териала и повышение безопасности эксплуатации автомобиля.

Опенки величины снижения расходов за счет использования пласт­

массовых деталей в значительной степени разнятся, правдоподобной представляется величина порядка 75 долларов на каждую единицу продукции. Увеличение уровня расходов на оплату труда и рост стоимости сырья (в последнее время это особенно относится к ме­

таллу) заставляет изготовителей автомобилей заниматься разработ­

кой новых материалов и улучшением технологии производства с тем,

чтобы сохранить цены на автомобили на разумном уровне. Использо­ вание пластмасс не только обеспечивает пршфо экономию за счет снижения затрат на сырье, но также дает значительную экономию затрат на обработку. Например, затраты на обработку трубопрово­ да кондиционера-обогревателя, изготовленного из полиэтилена вы­

I

Следующее основное требование - уменьшение веса . Перспективы развития конструкции легковых автомобилей связаны прежде всего со снижением отношения веса к мощности. Так, на ранних стадиях

ствований: повышения абсолютной и удельной (на I л рабочего объема) мощности двигателей, применения пластмасс в несущей кон­ струкции кузова! В последние годы снижение веса имеет большое значение в связи с тем , что новое транспортное законодательство требует применения усиленных дверей и крыш, демпфирующих систем бамперов и устройства, предотвращающего загрязнение окружающей среды токсичными компонентами отработанных газов. Все это , естест­ венно, связано с увеличением веса автомобилей; кроме того , дви­ гатели с устройством, обеспечивающим снижение токсичности, раз­ вивают меньшую мощность. Чтобы динамические свойства автомоби­ лей сохранились на том же уровне, приходится ставить двигатели большего рабочего объема, что также приводит к увеличению веса . Считается, что использование только 14-17 кг пластмасс позволяет экономить до 100 кг веса автомобиля [4,5] . Кроме того , в сло­

жившейся ситуации применение пластмасс выгодно и в плане их кон­ струкционных преимуществ. Из полимерных материалов можно отли­ вать крупные детали, такие, например, как топливные баки, в сущ­ ности, любой фориы, что избавляет конструкторов от необходимости создавать проекты, привязанные к стандартным узлам в металличес­ ком исполнении. Пластмассы позволяют решать проблемы, связанные с обострением законодательных предписаний в отношении безопас­ ности автомобилей.

Перечисленные преимущества, а также.ряд других, таких, как химическая и термическая стойкость при определенных условиях,

высокие физико-механические характеристики и т .д . выделили груп­ пу полимеров, которые получили наибольшее распространение в авто­ мобильной промышленности. В настоящее время, помимо уретановых смол и поливинилхлорида (ПВХ), занимающих первое и второе (соот­ ветственно) места и потребляемых в основном для обивки кресел,

основная доля в общем объеме потребления пластмасс в автомобиле­ строении приходится на ПП - 16% и сополимер акрилонитрил-бута-

диен-етирол (АБС) - 11%. В 1973 г . прирост их потребления в ав­ томобилестроении (в США) составил по сравнению с предыдущим го­ дом соответственно 24 и 1Ъ%.

2У

\1

1 бк--г

5W

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ

ИПЕРСПЕКТИВЫ ПОТРЕБЛЕНИЯ ПЛАСТМАСС

ВАВТОМОБИЛЕСТРОЕНИИ

(на примере США)

Потребление пластмасс всех типов в американском автомобиле­

строении в 1973 г . составило 622 тыс. т . Предполагается, что в

1974 г . в связи с сокращением производства автомобилей на 15% по сравнению с предыдущим годом и потребление пластмасс сокра­

В ассортименте продукции американских автомобильных фирм в

1974 г . ярко выражена тенденция к увеличению выпуска малогабарит­ ных легковых автомобилей при одновременном сокращении выпуска стандартных мяшшт. Это отразится и на потреблении пластмасс в американских автомобилях разного типа, как это видно из табл. I .

Потребление пластмасс в малогабаритных автомобилях возрастет

К основным факторам, характеризующим увеличение потребления пластмасс в моделях 1974 г . следует отнести следующие: прогресс в технологии производства крупных деталей кузовов (бамперные

3

Во внешнем оформлении автомобиля в настоящее время пластмассы составляют около Ъ%от веса мятинн (13-14 к г ). Ожидается, что в текущем десятилетии они частично вытеснят стальной лист в изго­ товлении дверей, капотов, кузовов, бамперов, и их использование во внешнем оформлении автомобиля возрастет до 38-40 кг.

Потребление пластмасс для внутренней отделки американских автомобилей [16]

7

Т а б л и ц а 6

Потребление пластмасс в элементах конструкции американских автомобилей

В СЯМ. проводились эксперименты по Изготовлению всех вышепере­ численных деталей из различных пластических материалов, но широ­ кое распространение получили, как уже упоминалось, только решет­ ки радиаторов из АБС и полипропилена, а также обтекатели для крыльев.

Наибольший интерес представляет изготовление из пластмасс кузова автомобиля!. Еще в середине 50 -х годов ряд ведущих амери­ канских и европейских фирм подготовили проекты автомобилей с цельнопластмассовыми кузовами, однако их осуществление техничес­ ки оказалось более трудоемким и дорогим, чем из стального листа,

более перспективным представляется изготовление из пластмасс от­ дельных деталей [5] .

Армированные пластмассы будут вытеснять тонкий стальной лист в первую очередь в производстве тех деталей, в которце решающую роль играет повышенная коррозионноустойчивость или малый в ес.

Наиболее перспективными в этом направлении являются детали из АБС, полученные методом литья под давлением или термофбрмовашем.

Дальнейшее распространение получит метод непрерывного изготовле­ ния листового материала на основе полиэфирных смол sMcCsheet moul­ ding compounds). Для изготовления деталей из змс может быть использовано с небольшими изменениями имеющееся оборудование для производства деталей из стального листа, тогда как для получения деталей из АБС требуется разработка специального оборудования.

Однако при изготовлении больших серий деталей их себестоимость во втором случае будет ниже.

8