车用ABS材料的性能和应用研究

汽车上应用的塑料种类繁多,ABS及其复合材料是其中重要的一种,其用量已经接近汽车塑料总用量的8%。本文首先展示了ABS、PC/ABS、PVC/ABS、PA/ABS等材料的性能和结构,从微观结构研究了这些材料的优良综合性能,然后介绍了他们在汽车工业中的广泛应用,从宏观上叙述了他们的具体应用和发展,从而为ABS及其复合材料的改进与深度应用提供了参考和依据。     

ABS合金材料的开发及其在汽车行业中的应用

ABS热塑性树脂材料是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，具有良好的综合力学性能、耐化学药品性、耐油性、成型加工性和电镀性，而且收缩率小、吸水率低，是一种综合性能优良的工程塑料。目前，ABS塑料已大量用于汽车的车身外板、仪表板、蓄电池外壳、散热器格栅等零部件上。但是，纯ABS的耐热性和耐候性差，冲击强度和拉伸强度相对较低，限制了其在某些汽车零部件上的应用。为此，国内外有关人员开展了以PC、PA和PVC等材料改性ABS合金的研究工作。本文简要介绍了几种ABS合金材料的开发和应用情况。     

环氧树脂基自发光路面材料设计与性能研究

路面的夜间能见度是影响行车安全性的关键因素，开发应用具有自蓄能自发光特征的新型发光路面材料对提升路面功能与行车安全性具有重要意义。通过引入SrAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺铝酸盐基长余辉材料,并以具有透光效果的环氧树脂作为胶结料设计了一种超薄磨耗层形式的环氧树脂基自发光路面材料，根据拉伸强度与断裂伸长率明确了胶结料各组分的最佳配比，基于抗折强度与空隙率确定了混合料中胶结料的最佳用量,并设计了6种不同长余辉材料掺量的混合料，测试了室内与室外不同光环境下的自发光路面材料的余辉特性并评价了其路用性能和长期耐久性能。研究结果表明：环氧树脂结合料各组分的最佳配比(质量比)为环氧树脂∶增韧剂∶固化剂=1∶0.11∶0.17，且混合料中其最佳用量为9%；自发光混合料的余辉衰减存在前期的快速降低和后期的相对稳定2个发展阶段，并且长余辉材料掺量与余辉亮度存在线性关系，此外粒径较大的长余辉材料更有利于混合料的余辉效果；不同激发条件仅对自发光混合料的初始发光效果有明显影响，经过快速衰减阶段后不同激发条件的自发光混合料亮度趋于稳定且一致；环氧树脂基自发光材料具有优异的高温稳定性能、低温抗裂性能和表面抗滑性能，并且紫外老化对其力学性能影响十分有限；较长时间(7~21 d)的浸水会降低自发光混合料的发光效果，但发光效果不会随着浸水时间的继续增加而持续降低，这是由于环氧树脂包裹长余辉材料而隔绝了水分，证明了环氧树脂基自发光混合料具有良好的耐久性能。     

高等级公路半柔性路面材料性能及施工质量研究

为了探究半柔性路面材料在不同设计孔隙率下的力学性能、稳定性能和疲劳性能,引用最优设计孔隙率对半柔性路面材料进行材料性能验证。结果表明:半柔性路面材料的各项性能优异;随着设计孔隙率的增加,半柔性路面材料的力学性能增加,但会变得更脆,不利于结构的稳定;在实际工程中,通过严格控制原料配比和施工顺序,半柔性路面材料的力学性能可以达到试验效果,路面抗病害能力有较大的提升。     

瓦斯隧道气密性混凝土性能研究

为研究胶凝材料体系和气密剂掺量对气密性混凝土性能影响,通过调整胶凝材料二元体系的组成、比例以及气密剂掺量制备了C30气密性混凝土,研究了胶凝材料体系和气密剂掺量对C30气密性混凝土新拌性能(含气量和工作性能)、力学性能(抗压强度和抗折强度)、耐久性能(抗氯离子渗透性能和抗渗等级)和透气性能(透气系数)影响。结果表明,增加胶凝材料体系中粉煤灰用量可减少新拌混凝土含气量,同时提升混凝土坍落度、抗压和抗折强度、56d电通量、透气系数等指标;气密剂在合理掺量范围内可改善混凝土抗渗性能,为保证C30气密性混凝土同时具备良好的力学性能和抗渗性能,建议水泥和粉煤灰二元体系中比例为280∶100,而气密剂掺量不小于6.05%。随气密剂掺量增加,C30气密性混凝土透气性能增加,且气密剂的最佳掺量为6.58%。     

汽车保险杠使用PA/EGMA合金材料的研究

采用聚乙烯一甲基丙烯酸缩水甘油酯(EGMA)作为增容剂和增韧剂,利用反应增容技术制备了PA6/EGMA的合金。通过试验确定了PA/EGMA合金汽车保险杠新材料的最佳配方,提高合金的综合性能。该合金具有良好的加工性能,较高的抗冲击性能并易于喷涂,是综合性能优良的抗冲击新产品。PA6/EGMA合金表现出非粘弹性高分子材料在高速冲击时仍然具有较高的韧性的特性。     

汽车门锁中塑料材料的应用及性能检验

本文以轻型卡车门锁中的塑料件为研究对象,介绍了PC、ABS等改性塑料在汽车门锁中的应用情况,选择某司产品中的塑料件原料做了力学性能、阻燃性能、热变形温度、氙灯老化、耐划伤、禁用物质等性能测试,检验是否符合汽车门锁的规范要求。     

隧道用聚乙烯瓦斯隔离板的制备及性能研究

以聚乙烯(PE)、超细化氢氧化镁(MH)/PE环保阻燃母粒(或超细化氢氧化镁(MH))、尼龙6(PA6)及聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH)为原料,采用熔融挤出法制备了聚乙烯瓦斯隔离板片材,并研究了不同原料的种类和用量对其阻燃性能、阻气性能及力学性能的影响。研究结果表明,超细化氢氧化镁(MH)/PE环保阻燃母粒复配阻燃体系具有更好的阻燃效果,且添加量低;尼龙6(PA6)和相容剂PE-g-MAH的加入明显提高了瓦斯隔离板的气体阻隔性能;制备的聚乙烯瓦斯隔离板的力学性能满足《高分子防水材料》(GB18173.1-2012)的基本要求(拉伸强度≥16 MPa,断裂伸长率≥550%)。     

高性能聚氨酯透水混合料关键性能研究

透水路面铺装是海绵城市道路建设的重要组成部分,由高性能聚氨酯透水混合料（PUPM）构筑的环境友好型透水路面铺装展现出了独特的应用价值。为进一步明确PUPM的路用关键性能,参照国家及行业现行标准和规范,采用室内试验的方式,基于力学性能、功能特性以及空隙细观特性探索了PUPM与多孔沥青混合料（PA）的差异性。通过单轴压缩试验、单轴动态蠕变试验、低温抗裂性能和水稳定性能试验,评价了其力学性能;通过透水性能试验、抗剥落性能试验和吸声性能试验,评价了其功能特性;采用X-ray CT技术,选用空隙率、空隙等效半径、有效空隙率以及迂曲度等空隙细观结构参数,评价了其细观结构特性。结果表明：PUPM在20℃条件下的单轴抗压强度为17~19 MPa,较PA具有更强的抵抗永久变形能力、抵抗低温开裂能力、抵抗低温荷载破坏能力和抵抗水损害的能力;PUPM的透水能力约为PA的4倍,在长时间磨光作用下展现出良好的抗剥落性能,同时具有良好的吸声性能;PUPM空隙率为28%~29%,空隙等效半径等空隙细观结构参数沿试件纵向呈现出不均匀分布状态;PUPM相较PA具有更大的空隙等效半径、有效空隙率及迂曲度。PUPM因其具有出色的力学性能和功能特性,在透水路面铺装方面具有更广阔的应用前景。     

水泥混凝土路面快速修补材料研究

针对水泥混凝土路面快速修复材料快硬早强的需求,提出普通硅酸盐水泥-快硬硫铝酸盐水泥-丁苯胶乳三元复合胶凝体系。测试不同胶凝材料体系下净浆的凝结时间、砂浆的流动度、抗折强度、抗压强度、黏结强度。结果表明,选用质量比例为6∶4的快硬硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥作为基础胶凝材料,水胶比0.3、胶砂比1∶1.5,并掺加胶凝材料用量8%的丁苯胶乳,以及适量减水剂、消泡剂,可以得到最佳的力学性能及施工和易性。     

ATR红外光谱在汽车塑料零件材质分析中的应用

采用衰减全反射红外光谱分析方法对塑料件表面黑色物质进行成分分析,并与塑料件上正常区域的材料进行对比分析.分析表明,塑料件的材料为PC+ABS共混物,由于塑料件的局部区域混入了黑色的PA66而造成零件混料位置表面呈现黑色.衰减全反射红外光谱分析法可用于快速分析汽车非金属零件的质量问题,尤其是混料或异物等与材料相关的问题.     

制冷剂/压缩机油与PA6的相容性研究

采用红外光谱分析和热重分析研究了不同规格PA6(聚酰胺6或尼龙6)的区别,不同规格PA6的红外谱图有细微区别,PA6在350℃之前的热失重量不同,可见其增塑剂等小分子的含量不同,这不但影响PA6的耐热老化性能,还会明显影响PA6的挤出工艺和使用性能.通过PA6在制冷剂、压缩机油、制冷剂/压缩机油等介质中的热老化测试和测...     

汽车用PA66冷却软管开发

开发了以聚酰胺（PA66）为主体材料的汽车用冷却水管，代替长链尼龙材料（PA12、PA612、PA11等），解决了长链尼龙水管价格昂贵、资源短缺、生产工艺复杂的问题。首先介绍了耐水解柔性PA66材料的开发，通过共混改性加入增韧剂和耐水解剂，有效地提高了PA66材料的韧性和耐水解性，开发的材料性能指标符合使用要求。然后通过常规软管挤出工艺对PA66改性材料进行了软管挤出试制，经过测试，PA66软管的爆破强度>2.6 MPa，长期耐冷却液后爆破强度仍>1.8 MPa，满足整车应用的基本条件。     

水性环氧沥青桥面防水粘结材料的路用性能及应用

水性环氧沥青防水粘结材料是一种热固型环氧沥青高分子材料,具有良好的力学性能和施工性能。文中采用剪切试验、抗拉拔试验和附着力拉拔试验对水性环氧沥青材料及其他几种桥面防水粘结层的抗剪性能和粘结性能进行测试,并对其在水泥混凝土桥面铺装结构层中的实际应用效果进行观测。测试结果表明,水性环氧沥青防水粘结材料的各项力学性能均优于常用的沥青碎石类防水粘结层,具有良好的力学性能和耐久性,实际工程中的应用效果良好。     

电动汽车用柔性复合相变材料的电池热管理系统

为了提高电动汽车动力电池系统的热安全性及可靠性,使得动力电池系统维持在正常的工作温度范围之内,该文基于柔性复合相变材料的控温特性,采用熔融共混与有机溶剂挥发相结合的方法,制备由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/石蜡/膨胀石墨(SBS/PA/EG)组成的柔性复合相变材料,并将其与板式热管耦合以显著提高动力电池热管理系统的均温和控温特性。结果表明：柔性复合相变材料（SBS/PA/EG）的导热系数在室温下可提升至0.62 W/(m·K),潜热焓值可达102 J/g。以柔性相变材料耦合板式热管作为电动汽车的电池热管理系统用在电池模组中,当电芯在3 C倍率下放电时,其最高温度控制在42℃之内,电池间温差缩小至1.0℃,显示出优异的控温及均温效果。     

高速公路水泥稳定碎石配比设计与施工质量控制标准研究

在我国高速公路中,应用极为广泛的材料为水泥稳定碎石,但该材料受温度及湿度影响显著,当湿度及温度变化时,容易产生收缩裂缝现象,使得沥青路面产生发生裂缝,对公路的性能产生极大影响。因此,对水泥稳定碎石进行优化配比,对其施工质量进行控制具有极强的实用价值。针对水泥稳定碎石,利用振动实验以及I值法对其配比进行优化设计。然后结合重型击实法测定配比的最佳含水量以及最大干密度。实验结果表明:基于1#、2#、3#以及石屑的配比为25∶28∶18∶19时,水泥剂含量为4%,此时材料的各项性能均满足高速公路的需求,且此时最佳含水量在4.8%,最大干密度为2.33 g/cm3。同时结合实验,对该材料的无侧限抗压强度、水泥稳定碎石的基层岩石时间进行确定,并通过对该高速公路分析,对水泥稳定碎石的施工质量控制标准进行研究,从而指导相关人员进行高速公路的水泥稳定碎石施工。     

阻燃剂对汽车内饰常用塑料性能的影响

采用十溴二苯乙烷/三氧化二锑作为阻燃剂改性PP+EPDM-T20,结果表明阻燃剂的加入使得PP+EPDM-T20的阻燃性能明显提高,冲击强度、拉伸强度和弯曲模量降低,耐刮擦性能提高,气味和VOC释放变差;采用三溴苯基三嗪/三氧化二锑作为阻燃剂改性ABS材料,结果表明阻燃剂的加入使得ABS的阻燃性能明显提高,冲击强度降低,拉伸强度和弯曲模量基本维持不变,气味和VOC变差;采用间苯二酚—双(磷酸二苯酯)作为阻燃剂改性PC/ABS材料,研究表明阻燃剂的加入使得PC/ABS的阻燃性能明显提高,冲击强度降低,拉伸强度、弯曲模量和气味维持不变,VOC释放变差。     

桥梁伸缩缝快速修补材料配制及性能研究

为解决因桥梁伸缩缝修补周期较长而造成道路拥堵、车辆通行效率降低的问题，采用特种水泥和硅酸盐水泥作为复合胶凝体系，通过调节灰砂比、减水剂及矿物掺合料，制备了一种快速固化的水泥基砂浆材料，并对砂浆的和易性评价指标和力学性能进行试验，得到砂浆的最优配比为：灰砂比1∶1.1,减水剂0.2%,硅灰、矿粉、粉煤灰掺量分别为水泥用量的6%、2%、4%。试验结果表明，基于最优配方，快速修补材料流动度达到200 mm左右，凝结时间控制在15 min～25 min,具有良好的施工和易性，且2 h抗折强度和抗压强度分别达到7 MPa和25 MPa, 28 d抗压强度达到50 MPa以上，干缩率小于0.02%,是一种理想的桥梁伸缩缝快速修补料。     

道路快速修补水泥砂浆组成设计与性能研究

采用超快硬水泥制备水泥混凝土路面快速修补砂浆(Road Repair Mortar, RRM),通过正交试验研究了水灰比、砂灰比和缓凝剂掺量对凝结时间、抗压强度和黏结性能的影响,并采用干缩性能、韧性及抗硫酸盐侵蚀性能测试评价了RRM耐久性能,结合微观形貌和气孔结构探讨了影响机理。结果表明：RRM凝结时间、力学性能和黏结性能的主要影响因素分别是缓凝剂掺量、水灰比和砂灰比;综合考虑砂浆力学性能与黏结性能,推荐出RRM最优配比,即水灰比为0.32、砂灰比为1.5、缓凝剂掺量为0.3%;最优配比下28 d收缩率为0.017 6%,较对照组降低88.72%,开裂风险低;折压比较对照组提升37.5%,韧性得到改善;抗压、抗折抗蚀系数分别为1.04和1.05,抗硫酸盐侵蚀性能有所提升;SEM和气孔结构分析表明,随着龄期增长RRM内部结构趋向完整致密,孔径分布更加均匀,砂浆各项性能得以提升。     

梧柳高速公路采用砂岩机制砂配制高性能大体积混凝土的试验研究

研究以梧柳高速公路项目为背景,对比研究砂岩机制砂和河砂对C30高性能大体积混凝土的工作性能、力学性能、抗氯离子渗透性能和抗裂性能的影响,对比分析产生性能差异的原因及机理。结果表明,在配比相同的情况下,砂岩机制砂混凝土的工作性能略低于河砂混凝土,但力学性能、抗氯离子渗透性能、抗裂性能均优于河砂混凝土;水化产物的SEM测试显示,砂岩机制砂混凝土中C-S-H絮状凝胶与针棒状钙矾石Aft结构更密实,而河砂水化产物更粗大;通过显微硬度分析界面过渡区的硬度,表明机制砂与过渡区的C-S-H凝胶的显微硬度值比河砂的高,其界面黏结更紧密。