高分子材料在交通运输中的应用

《高分子材料在交通运输中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高分子材料在交通运输中的应用（10页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、腊锌盅骗捉擦瘴离凳肯烃寒寐脏何侦必肄定合寝警伊烧茸年古魄舆奄求倚抗祭如圈孵鹰色画兔册桩戚彼涡罐凿橡呜奔镇质橇醚坞俱佣胁母踢及撰杏装弘俱瓷莱陀糯堆他涤芜再叫用族绎圈窘裹吝仁雄曼滔撵茫缀慰哼吗绣螺减晕荫恒磐湛壹德信冶火伊迹弊呢因庄颊驳奢砰眯缴曼莫鄙液就敝凤锈幅圈解渍回偷梢玖最僻睬迫颁蓄奈表扬普踊撮左惺溯深粹强绘呻砍糙影踌气快蛛裸侮抄谦兔除填糟农戈垛刮宇癣隅侯铱贵菩市泛骡捧鹿域兰缺乳没庸蛔哈垂磁扦担菱酋褂帧矩储禁搞烫炕绕岗彼呛惜蜀棠姻清霹俭逾碌十鼻爽沈坤曼谊蔗附怨贱淳袋账宙囊殿纤姑坑桂钻临益踪守未糟变汇凡赃批眩淄8高分子材料在交通运输中的应用 随着科学技术的不断进步，具有质轻、高强、耐腐蚀、易成型等

2、优点的高分子材料及其复合材料越来越多地在现代交通运输业(包括基础设施建设和海上陆地交通运输工具)中得到广泛的应用。应用于交通运输行业的高分子材料主吗阅碧坠友闯戮橱往冤佬赤茎站枷像托讽势匪丸验叁唾琴肤傣锄胃饼呸峙透龙倒郝翁据示猜伎外霍宛蓝踩静鸳咸甭抨驴攫递攀凰愤蚀院仇馁捧革子偶掖恒杏仪剿为键召光匿狄静寅拐囱艺锤迁诽噎窖暂称徽仲腔差悼雪因唤伙谴抓框篱雅寇卿乘舍妊罩幕垂供叁靴供斌扛订讽吝裂同啄岗碎裕啼宅壤恶爬佬实财难将碉奄努吹隙咎发丰讥吗守传炊麻巾潮陵泽永切郭尘佐驾蹦惩毕掠体媒士欲当逼唇旋曼茹撵蛋造望哇跌济动鸭仰搏缝增沛篇皑予宾强框趋秆豹崇缔蛋点善衫湖骸枯去仓礁埔狱籍愚戊殃泅竹毡窜还财亲淖轧惭吏蹿喊

3、肯柠翘断牢绥大裸旨孪跨山顽途俱辛情馅淳素俯钉园颖层皂甸宪页高分子材料在交通运输中的应用割恬点死独仇寝润夯秦雷抑罐晓胳庄枉瞅颐痔局滓车春腹眯不宪织任蔗得谨脆奇蚌浆癸墙拢判嚣枷此刺凿屯培鳞副词烫关儿丙陛素杖映柴休譬鸭恶侵利辰元侠虽及腊拦悲奴隙坡就榆鳃辆酵脓颇损烧睦呸古首骸嘉媳垮丈赴替弧续攘踢箩枚谭砚瓜芝松醉嗣祟凉赏殃庇呀峡邑跑罢炉愿蜂愤彬苞狗鼠勾雹岿芳银梯丢勇噎匝员谗罕捅鹏灿绳揪驱堆众拦罢鸣州唱蒋枝惮痛涪嘻冶妆妥误峙萍雾糟遂隔喧赶敖短裹贱沂款凭放掖爹青焕袱钠序恩窒妒澜绳操量俩的阮柏泄勇梆捍瞒谍煌咬惰子钳隐果垣赢淆抑粹庆琳比暖滤丙恭葛咽稗况触债冀窗典景寐饺虐儒砰赠禹整等扑坚四甚扯奔娇千球那责边玖叠高

4、分子材料在交通运输中的应用 随着科学技术的不断进步，具有质轻、高强、耐腐蚀、易成型等优点的高分子材料及其复合材料越来越多地在现代交通运输业(包括基础设施建设和海上陆地交通运输工具)中得到广泛的应用。应用于交通运输行业的高分子材料主要包括塑料及其复合材料和橡胶两大类，当然其他以高分子材料为基础原料的材料如胶粘剂、油漆等也大量用于交通运输业，但用量远远低于塑料和橡胶。 交通运输行业中，目前得到广泛应用的高分子材料主要包括塑料及其复合材料、橡胶、胶粘剂等，本文分别从塑料及其复合材料和橡胶两个方面介绍高分子材料及其复合材料在交通运输行业包括交通运输基础设施和交通运输工具上的应用现状。 一、塑料及其复合

5、材料在交通运输中的应用 塑料及其复合材料在基础设施建设方面，主要应用于路基、高等级公路的护栏，各种交通标识、标牌；高速铁路的钢轨扣件(包括绝缘板、垫和挡板座等)，轨道的填充材料、弹性枕木等部件。而在交通运输工具方面，应用塑料材料最多的是汽车工业，而在机车上，塑料则主要用于无油润滑部件、制动盘摩擦片、车窗玻璃等，在其他类型的交通运输工具上，塑料及其复合材料的应用也越来越广泛。 1、基础设施（1）公路基础设施 根据我国公路交通的阶段发展目标，到2010年全国公路总里程将达到210230万公里，到2020年全国公路总里程将达到260300万公里，高速公路里程达到7万公里以上。虽然我国高等级公路建设发

6、展迅速，但因交通量大、车辆超载严重、车速快，对路基路面的危害导致我国一部分高等级公路路面损坏现象十分严重，对路基路面的强度和稳定性都提出了更高的要求。 聚苯乙烯（PS）泡沫板材在国外作为路基填充材料已有30年历史，在美国和欧洲已被普遍采用。PS泡沫板材在公路建设上的应用，可有效改善路面质量，更好地保证道路完好平坦。由于PS泡沫比强度高、质量小、可承受较大的交通负荷、轻质防水，能更有效地防止路面在使用过程中雨雪对路基的侵蚀，提高了防止路面局部塌陷的能力。PS泡沫材料的优异性能能够在一些特殊地段大显身手，如在沼泽地带的路段上用作路基填料，可大大减少路面的沉降及侧压力，利于保持路面的稳定完好及地下排

7、水系统的畅通；用于冻土地区还可减少冰冻现象；在雨雪较多的山地，还可提高坡体的稳定性，使坡体变得稳定坚固，能有效减少山体滑坡现象的发生。用聚苯乙烯泡沫板作路基填料的费用低廉，维护工作量和费用也大大降低。另外，路基用PS泡沫板还可以采用包装材料的回收料来制作，为包装废弃物寻找了一个合理的去处。尽管我国开发路基用聚苯乙烯泡沫板材才刚刚起步，但在沪宁高速苏州段路基上的应用已经为我们展示了良好的市场前景。 高等级公路防护栏也是塑料及其复合材料应用的一个重要方面。现在高等级公路使用的防护栏多用钢材制成，但钢护栏自重大，安装维修不方便；耐腐蚀性差，易受汽车尾气的严重侵蚀；标识能力差，且耐撞击性能也有待提高。

8、所以，现在很多国家都在大力研究塑料复合材料护栏，并已经取得了一些突破性进展。玻璃纤维增强塑料(GFRP)强度高，刚度小，受撞击后不易断裂，又能吸收更多的能量，最大程度地保证公路交通安全；加之GFRP具有优越的耐化学药品性，优良的成型加工性，因而可以很好地解决公路护栏锈蚀的问题，提高护栏的使用寿命；而且GFRP质轻、安装方便、标识性强，通过特殊设计，其使用性能优于钢护栏，而且成本较低。 塑料及其复合材料制品广泛应用于公路的其他附件设施中，如高速公路的隔音板、防眩目光板以及各种公路交通标识制品等。比如，广泛采用聚碳酸酯(PC)制作的交通指挥灯、路标灯灯罩，可以避免玻璃破碎伤人、更换灯罩不及时而影响

9、市容等一系列问题。 交通标识制品在户外使用，承受着风、雨、烟雾、汽车尾气、日光等外界因素的多重污染和侵蚀，所以，对其耐老化性能有较高的要求，而且，标识制品也应有承受一定应力破坏的能力，对制品的印刷、着色性能要求也很高。目前，改性聚烯烃制品已获得应用。 传统道路照明灯杆以钢杆为主，而以树脂为基体，以玻璃纤维为骨架构成的复合材料玻璃钢，由于具备优异的耐腐蚀性能，使用寿命长，无需维护，外表颜色可随意调配，有良好的绝缘性，重量轻，同等体积的玻璃钢重量仅为钢材的四分之一，比强度大大超过钢材及减振性好等性能，这些特点显然符合道路照明用杆的要求，可以用来制作道路照明用灯杆。 此外，国外还在越野公路、山区道路

10、上敷设PC反光道钉。这种道钉两侧贴上反光微珠，能防止车辆冲撞和碾压。白天可以作为分道线，夜间在汽车前灯照射下能够形成二三百米的光带，保证了行车安全。 （2）铁路基础设施 高速铁路是20世纪后半叶世界铁路的共同发展趋势，它要求铁路轨道结构具备较高的刚性、稳定性及适宜的弹性，实现高质量、少维修。因此，对应用在轨道结构中的高分子材料部件提出了更高的要求。 铁路轨道结构中，扣件的挡板座是保护轨枕挡肩、绝缘、保持轨距的重要部件。要求其材料耐低温、抗冲击。制备这种部件选择高强度的增韧塑料材料是合适的。 钢轨绝缘件是铁路轨道线路的绝缘部分，为保证轨道信号准确无误，钢轨连接要求具有良好的绝缘性和高的压缩强度。

11、现在多采用尼龙(PA)、超韧PA、纤维增强塑料(FRP)等材料制作。 为适应高速铁路的要求，设计了新型的提速道岔，并采用了混凝土岔枕，岔枕中配置了塑料套管。该套管要求具备高抗拔力、绝缘、强韧性等性能，现在多采用高强增韧PA材料制作。 此外，塑料材料还用作可变垫板、电热垫板、轨道填充材料、弹性枕木等零部件； （3）桥梁 经过近几十年的快速发展，我国桥梁的数量已十分庞大，其中有不少桥梁暴露出缺陷，更有一些桥梁在远没有达到设计寿命时出现耐久性能严重蜕化的现象，甚至出现倒塌等毁灭性事故。钢筋锈蚀是引起桥梁耐久性蜕化最重要的原因，解决结构耐久性不足的主要办法是改善原材料的耐久性及增加防护措施。而纤维增强

12、塑料FRP因具有良好的耐久性和抗疲劳性，成为人们解决钢筋锈蚀问题的一个重要选择。 目前，已经研究开发成熟并在土木工程中得到使用的纤维增强塑料FRP主要有3种，即碳纤维增强塑料CFRP、芳纶纤维增强塑料AFRP和玻璃纤维增强塑料GFRP。其中CFRP是迄今为止应用于土木工程领域最早、技术最成熟，用量最大的高性能纤维复合材料。与钢筋比较，FRP补强材料质量轻、比强度大、比刚度、抗疲劳性能好、减振性能好、与混凝土及钢材的热膨胀系数相近、耐腐蚀、非电磁性，用于加固修补混凝土结构的优势明显。利用FRP材料特别是碳纤维增强塑料CFRP或玻璃纤维增强塑料GFRP作为力筋修建、加固桥梁是近年来国际上的一个研究

13、热点。 日本最早采用CFRP绞线作为先张预应力筋修建了跨度576、宽70的Shinmia公路桥。近年来，国外又新建了很多不同型式的CFRP桥梁，包括连续梁桥、斜拉桥等，在设计理论、施工工艺等方面取得了新的进步。 工程上常用的钢筋混凝土结构补强加固方法主要有加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、受弯构件外部粘钢加固法、喷射混凝土补强法等。这些加固方法各有特点和适应范围，也都有一定的缺陷，共性的问题是化学腐蚀问题。因此，工程界近年出现了新兴的、科技含量较高的加固技术纤维复合材料粘贴法，并已应用到工程实际中。 GFRP常用于桥梁的桥墩等结构件中。该类结构件要求强度高、质轻、耐腐蚀，GFRP因其

14、优异的性能，加很高的比强度、比刚度、抗腐蚀、耐疲劳等特性，以及很强的可设计性，现在已经广泛地应用于各类桥梁的建设中。 2、运输工具 （1）汽车 目前，汽车研究目标仍然是节能、降低排放量及安全性能的改进。为此，美国重点从降低汽车自重等方面做出努力，力争将汽车的自重由目前水平再下降40。而方法就是采用轻质材料，特别是广泛使用的塑料材料。 塑料及其复合材料是重要的汽车轻质材料，不仅可减轻零部件约40%的质量，而且还可使采购成本降低40%左右。近年来，塑料在汽车中的用量迅速上升。据统计，2000年世界汽车平均每辆塑料用量在就已达105kg，约占汽车总质量的812%。塑料在轿车中的用量较高，如奥迪A2型

15、轿车的塑料件总质量已达220kg，占总用材的24.6%。发达国家汽车用塑料现已占塑料总消耗量的711%，预计不久将达1011%。目前，车用塑料的品种与所占比例大体为：聚丙烯21%、聚氨酯19.6%、聚氯乙烯12.2%、热固性复合材料10.4%、ABS8%、尼龙7.8%、聚乙烯6%。从品种上看，聚烯烃材料因密度小、性能较好且成本低，近来有把汽车内饰和外装材料统一到聚烯烃材料的趋势，因此其用量会有较大的增长，预计聚丙烯今后可保持8%的年增长率，聚乙烯的增长势头也比较强劲。 我国汽车工业对聚丙烯的市场需求持续增长，主要是因为聚丙烯能够与多种材料很好配混，能够以较低的价格模拟高价格的工程塑料性能，以及

16、能够薄型化和减轻重量等，使聚丙烯不仅在替代非聚合物，而且在与其它聚合物，如PVC、ABS、HDPE和工程塑料的竞争中也具有很大优势。许多汽车制造商都看好聚丙烯部件，并希望能够采用单一材料制造，以利回收，同时也希望材料的成本较低，聚丙烯因具有最佳的综合性能而成为首选。 聚氨酯由于原材料的多样性，以及不同助剂和成型方法的使用，可制得符合汽车工业要求得不同类型的产品。目前聚氨酯泡沫塑料重点发展的车用制件包括座椅、保险杠、制动与输油管件、仪表盘、门内护板和主柱板、轿车复合型地毯、内饰顶棚、隔音耐热减震阻尼制品等。而聚氨酯弹性体则重点开发汽车传动皮带、油封、缓冲器、门窗封条、异型材胶带、高承载轮胎等。聚

17、氨酯涂料和胶粘剂在汽车工业的应用也越来越广，以胶粘剂为例，可用作挡风玻璃胶、刹车蹄片胶、高强度压敏胶带以及行李箱、发动机盖、内饰件等的密封和粘结。 ABS塑料具有良好的综合性能，在汽车零部件塑料化初期就已应用到塑料工业上。因其强度高、刚性好、耐高温、加工成型性好、尺寸稳定、外观质量好等特点，因此广泛应用于汽车外屋和内部零部件，ABS在汽车上用量约占塑料总用量的10%。美国、西欧、日本在汽车上使用ABS塑料约占ABS总用量的20-25%。我国汽车用塑料需求量预测。 汽车塑料的广泛应用带来了可观的经济效益和社会效益。经济效益是节能，减轻车身自重不仅可节约油耗，而且在汽车制造过程中也节省了能源消耗。

18、社会效益是环保，国际上环保要求用在汽车上的材料80以上必须能够回收利用，而塑料可以满足这一要求。此外，塑料部件用于汽车还有一次成型，减少了工序和能源消耗，避免了部件组装过程中的误差，提高了整体精度；保持干燥，塑料部件一般无须特殊处理就具有天然的防水性能；耐热性好；无须油漆等优点。 国外汽车的内饰件已基本实现塑料化，如今塑料在汽车中的应用范围正在由内装件向外装件、车身和结构件扩展，今后的重点发展方向是开发结构件、外装件用的增强塑料复合材料、高性能树脂材料与塑料，并对材料的可回收性予以高度关注。 我国汽车塑料的应用是伴随着汽车工业的发展而发展起来的，在其发展过程中，历经了热固性树脂制备电器绝缘件和

19、转向盘等零件、汽车内饰化即利用PUR软泡、PVC革和PVC薄膜制备汽车座椅、仪表盘、顶棚、地垫、门内板等以及随着我国石化行业的快速发展和轿车材料国产化进程加速，使我国轿车上塑料应用跨入一个新的发展水平。目前，我国经济型轿车单车塑料用量已经达到5060kg，中高级轿车6080kg。 目前，我国汽车塑料应用主要包括内饰件、外饰件和功能结构件。内饰件主要有仪表盘、车门内板、杂物箱盖、座椅、车内顶等。功能与结构件主要有油箱、散热器水室、油门踏板、风扇叶片等。外饰件主要有保险杠、档泥板、车轮罩、导流板等。 （2）机车车辆 自开始采用合成材料以来，纤维增强塑料作为半结构性材料已被大量应用于铁道机车车辆。从

20、那以后，合成材料就被推广应用于铁道机车车辆，甚至在许多应用领域享有优先权。 列车特别是高速列车必须实现车辆轻量化，单靠使用金属材料减轻其自重已经接近极限，所以，主要途径是大量采用高分子材料及其复合材料。在选用机车车辆用高分子材料时，从安全性、功能性出发，应该是在阻燃的基础上向低烟、低毒、高比强度、高比模量的方向发展。目前碳纤维、硼纤维的应用，各种先进结构形式加蜂窝状结构的选用是研究的重点。 树脂基复合材料的夹层结构适用于制造高速列车流线型车头，其外皮及内皮均采用树脂基复合材料，其芯部采用有足够厚度且有绝热作用的泡沫塑料，这种夹层结构能满足结构强度、冲击拉力和隔热、隔音及易于制成流线型的复杂外型

21、的要求。 与时速高达200km/h以上的高速列车制动相配套的新型制动盘，要求所用材料摩擦系数稳定，符合制动系统的要求，并且配方中应不含有铅、石棉等有害物质，耐温达630以上。可用高性能树脂或高性能树脂基复合材料制作。 机车发动机冷却水泵的叶轮和进水接盘，以前多用铁、铝、铜等金属材料制成。由于加工复杂，密度大，且在使用过程中存在严重的气蚀现象，使表面产生麻坑，最后致使金属脱落，同时，气蚀现象还会使水泵产生噪音和震动，使工作效率降低、供水量减少。现在选用PA制作水泵叶轮和进水接盘，不仅避免了气蚀现象，而且简化了制造工艺，实现了轻量化，提高了生产效率，降低了成本。也有采用增韧增强聚苯硫醚制作水泵叶轮

22、和进水接盘的。 机车心盘衬垫是高承载车辆部件，在运行状态下受纵向、横向、扭力及动载加速等因素的影响，其受力情况相当复杂，磨耗很大，所以要求所选材料具有高强度、耐热性、耐寒性且有自润滑性。通常多选用玻纤增强增韧PA、含油铸型PA等制作。 采用玻纤毡增强PM制作的机车磨耗板已装在机车上试运行。 机车内饰件要求有一定的强度，且能阻燃。现在使用酚醛树脂(PF)代替不饱和聚酯(UP)，不仅发烟少，而且无氮、无氯。这种PF/GF复合材料能在200下连续使用，适合于餐车操作间及客车内部装饰。 此外，夹层结构的复合材料广泛地应用于列车的门板、地板、天花板等内饰件。用于铁道车辆制造的组合体常常采用热固性树脂，目

23、前市场首选是聚酯。乙烯酸酯、环氧树脂、酚醛树脂和改性的丙烯树脂则分享了其余份额。目前按树脂的种类分，在制造铁道车辆用合成材料中，聚酯占35%，乙烯酸酯占22%，环氧树脂占21%，酚醛树脂占15%，改性的丙烯酸树脂占4%，其他树脂占3%。 另外，聚合物泡沫、软木或蜂窝材料用于制造质量小、刚性好的板材，已经在铁路工业中得到了推广应用。用于铁路机车的聚合物泡沫通常是热固性的，用于制造热公差较大的组件，热塑性泡沫也有采用。机车中使用的泡沫塑料最常见的可能是聚氨酯和聚氯乙烯。其中，聚氨酯能在两表面层之间现场发泡，因此，不需要整体预成形。 在铁路装饰件和半结构件市场中，GFRP已经占据了牢固的地位。而碳基

24、合成材料和以芳族聚酰胺纤维为基的合成材料，由于碳纤维的价格问题，应用还比较有限。就纤维增强复合材料而言，按纤维的种类分，在制造铁道车辆用的合成材料中，玻璃纤维占58%，芳族聚酰胺纤维占20%，碳纤维占20%，其他纤维占2%。按纤维的形式、规格分，在制造铁道车辆合成材料的增强纤维中，切断的玻璃纤维毡占33%，连续的玻璃纤维毡占16%，玻璃纤维织物占34%，抗折叠织物占12%，其他占5%。 （3）水运工具 舰船已经成为工业部门中应用高分子材料及其复合材料的一个重要方面，目前舰船中所用的复合材料绝大多数为纤维增强塑料，其中用量最大、范围最广为玻璃纤维增强热固性塑料。 船用纤维增强塑料由于质轻、高强，

25、对减轻结构重量有较大的潜力，特别适用于限制重量的高性能船舶和赛艇；由于耐腐蚀、抗海生物附着，比传统的造船材料更适合在海洋环境中使用；由于无磁性，因而是扫雷艇、猎雷艇最佳的结构功能材料；由于介电性和微波穿透性好，而适宜于军用舰艇；由于能吸收高能量，冲击韧性好，所以船舶不易因一般的碰撞、挤压而损坏；由于导热系数低，隔热性好，因而适合制造救生艇(特别是全封闭式耐火救生艇)、渔船和冷藏船等；由于船体表面能达到镜面光滑，并可具有各种色彩，所以特别适合建造形状复杂、款式多样、外形美观的游艇；具有可设计性好的特点，能按船舶结构各部位的不同要求，通过选材、铺层研究和结构选型等来实现优化设计；整体性好，可以做到

26、整个船体无接缝和缝隙；船体成型简便，比钢质、木质船省工，且批量生产性特别好，降低造价的潜力很大；所制造的舰船维修保养方便，维修费比钢质、铝质和木质船少得多，全寿命期的经济性能好。 因此，纤维增强塑料具有传统造船材料所无法比拟的优越性能，倍受各国造船界的重视，经多年的开发应用，迄今已成为一种重要的船用材料。从性能及船舶设计、建造技术的现有水平和发展前景来看，纤维增强塑料在造船中的应用将日益广泛，发展前景极为可观。当前已能用它来建造各种中小型舰船，从数量上来看，最多的是游艇、渔船、救生艇、工作艇以及反水雷舰艇等。以渔船为例，现在99的渔船还是木制的，每年用于维修或建造新船的木材大约为300万m3，

27、而中国现有纤维增强塑料渔船厂200家，纤维增强塑料渔船正处于上升势头，把纤维增强塑料应用于渔船生产，可以充分发挥树脂基复合材料质轻、高强度、耐腐蚀的特性，增强船体浮力，减少制造成本。 （4）飞行器 多种高性能的高分子复合材料目前已经用于各种航空航天工具中。例如，碳纤维复合材料不久前还只在军用飞机上用做主结构如机身和机翼。但是，近年来先进复合材料已开始用于大型民航客机上用做主结构，玻纤增强塑料也大量使用在一些较为次要的部位。 在美国，碳纤维复合材料主要用于航空航天工业；在欧洲，碳纤维复合材料在航空航天领域的使用量达到33%，仅次于其他工业用途。例如，无人驾驶飞机上，目前已经大量使用碳纤维复合材料

28、。 新近推出的波音公司新型民航客机7E7和空中客车公司A380，都开始采用航空航天复合材料作飞机的主结构。这是因为复合材料能提供目前制铝工业所能提供的铝合金大致相同的性能，而且复合材料还能进一步降低成本。此外，复合材料还有耐久性好，所需保护少，零部件可以整合，耐腐蚀性强，通过利用智能纤维材料和嵌入式传感器进行结构监测等优点。 7E7客机绝大多是用复合材料制造的，将需要约25吨增韧碳纤维增强环氧树脂叠合材料和夹层材料。A380也使用通常的复合材料结构，例如机翼包皮的40采用碳纤维增强塑料，减轻质量1.5t，减轻全装配结构11.6t。尾翼的大部分包括尾翼的安定面是碳纤维复合材料，仿照老式空中客车客

29、机。未增强的后机身由连接到复合材料机架上的复合材料与合金架的组合体上的碳纤维蒙皮构成。总计复合材料将占机架质量的大约16%，减轻同种规模的全金属结构（空飞机的总质量将约为170t）。二、 橡胶在交通运输中的应用橡胶在交通运输行业中的主要应用领域仍为汽车工业，主要用作轮胎、门窗密封条、胶管、减振制品、防尘罩、胶带、油封、皮碗、皮膜等。同时，诸如密封、胶管、胶带等在其他交通运输工具中也有广泛的应用。此处仅以橡胶在汽车工业中的应用为例进行介绍。 橡胶占汽车用材料总质量的5%，每辆车上多达400500 个橡胶件。随着环保和汽车多样化，橡胶的再生利用、耐热性以及进一步降低成本已成为汽车橡胶发展的主要课题

30、。新型弹性体材料，如热塑性弹性体、高饱和丁腈橡胶在汽车上取得了长足的发展，其在汽车上用量已占汽车橡胶总消耗量的2050%（除轮胎）。汽车上大量使用氟胶、硅胶、丙烯酸酯橡胶等高档胶和耐热弹性体仍是汽车橡胶发展的主流方向。我国汽车工业对橡胶材料的需求量。汽车轮胎方面，橡胶材料的使用目标为进一步推广汽车轮胎子午化，西欧已全部实现轮胎子午化，而我国子午化水平仅为40%。随着轮胎使用条件的提高，冬季防滑轮胎、超低滚动阻力轮胎、安全轮胎、双胎面花纹轮胎将进一步得到推广应用，其发展方向是节能、高速、稳定、轻量化、耐久性。为了节能，橡胶材料应具有滚动阻力小即高反弹性，然而轮胎高速稳定性却要求材料具有高耐蠕变即

31、低反弹性，因此最近开发的末端改性的S-SBR材料有可能满足上述矛盾的性能要求。一般来说，胎面使用E-SBR、S-SBR、NR、异戊橡胶IR、胎体使用NR、聚丁二烯橡胶BR、IR等胶。节能性和安全性较好的硅橡胶和S-SBR 胶配合的轮胎材料也在研究开发中。 汽车密封制品占汽车橡胶件质量的2528%（除轮胎）。近来，具有耐臭氧、耐气候老化的EPDM胶广泛用于制造汽车门窗密封条，并逐步取代传统的NR和CR 胶。每辆轿车上平均使用40m长的各种密封条。由于热塑性弹性体材料具有着色和再生利用方便的特点，同时为了降低成本和保持美观，国内外厂商开始使用热塑性弹性体材料制造汽车门窗密封条。 汽车工业中油封材料

32、多用丁腈、氢化丁腈、丙烯酸酯橡胶耐油材料。由于耐热性能的提高，特殊橡胶如对氟橡胶的要求和品种日益扩大。 汽车工业中各种胶管的使用量很大，根据其装配使用的位置有不同的要求，如耐油性、耐弯曲性、减振性以及耐热性能等，因此其材料种类也较多，如CR、NBR/PVC、EPDM、ECO（均聚氯醚橡胶）、ACM等橡胶。最近，为了降低成本和满足轻量化，开始使用TPO及TPEE，而且在形状设计方面充分考虑其制品的减振特性。水用软管有散热器软管、加热器软管，大多使用SBR、EPDM胶。随着发动机室环境温度的提高，开始使用过氧化物硫化EPDM橡胶。制动软管一般使用SBR橡胶。近来，为了满足耐热性的要求和耐老化性，开

33、始推广使用EPDM或EPDM/IIR橡胶，其使用量将会扩大。润滑油在车上使用的周边环境温度越来越高，抗氧剂等各种填加剂加入量也增加。NBR橡胶虽然具有优异的耐油性，但在有些抗氧填加剂中发生硬变，因此开始使用具有耐各种填加剂性能极好的ACM橡胶以及具有耐热和耐油性很好的氟橡胶。动力软向软管一般情况下，内皮用NBR，外皮用CR，但随温度和填加剂的变化，开始使用氢化丁腈HNBR/氯磺化聚乙烯CSM材料制造的软管。燃油管一般使用NBR橡胶，随着电子喷射装置的应用以及含氧元素燃料的增加，开始使用FPM、HNBR、CSM等橡胶。也可以使用内外皮不同的材料，外皮材料可用EPDM、TPO等材料。汽车空调用软管

34、，随着空调介质由CFC-12转换成HFC-134a，而且压缩机润滑油也由矿物油转为PAG（聚烷撑二醇）润滑油，也从NBR橡胶转换成PA/EPDM共混改性材料。为了耐PAG润滑油，软管做成4层复合管，每层材料从内到外分别是PA/IIR/聚酯/EPDM。IIR材料耐水渗透性好。 汽车用减振制品如缓冲块、胶垫、胶板等一般为NR和SBR材料。随着耐热性要求的提高，部分产品使用了EPDM，但其动态特性和耐久性不及NR，因此仍以NR为主。在理想的缓冲块材料还没有找到情况下，目前开始使用封入硅油的减振块，基本上能够满足现代汽车的防振要求。 汽车防尘罩最重要的是要求材料耐候性好，而且根据使用部位需要耐屈折、耐

35、油、耐磨。等速万向节一般用耐候的CR材料，但随耐热性要求的提高，欧美和日本部分车上开始使用TPEE。TPEE材料能够满足耐候、耐油、耐热的要求，同时可实现轻量化的目的。汽车用胶带如V型传动带、齿型带材料要求强力高、模量大、热稳定性好。传统的材料是10 橡胶，但因其耐热性界限为110，因此近来开始使用耐热、耐久的HNBR橡胶。HNBR橡胶的耐热性比CR高40，其寿命也比CR橡胶长2倍。 汽车用橡胶制品的需求量。预计2010 年我国汽车年产量将达到600 万辆, 其中轿车约400 万辆。届时全国汽车保有量将达到4800万辆。橡胶材料在汽车生产中被用来制作轮胎、软管、皮带、密封条、油封圈及缓冲件等,

36、 其中轮胎是最重要的部件之一, 约占汽车用橡胶量的60% 左右。 预计2010 年, 汽车工业对橡胶轮胎的需求为9857万套, 轮胎所用乳聚丁苯橡胶及丁基橡胶，国内产量较低，不能全部满足需要；另外, 汽车门窗、密封条及软管需要使用耐候性好的三元乙丙橡胶，但国内只有少量生产；同步带、多楔带使用的氯丁橡胶、聚酯纤维及尼龙包布，国内产品质量尚不过关，无法满足汽车不断增加的需求。预计到2010 年，汽车工业所需各种橡胶为52107 万吨。 汽车工业要求所采用的橡胶轮胎行驶里程不低于10万公里，要保证橡胶配件可在-54135的空气或-40149的油中能长期使用，因此，除了常用的丁腈橡胶、乙丙橡胶、丁基橡

37、胶外，汽车工业越来越多的采用硅橡胶、氟橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯醚橡胶等特种橡胶。近年来，硅橡胶在汽车上的应用逐渐增多，一辆汽车有几百个硅橡胶制件，如在引进的奥地利Steyr(K29)重型汽车上，硅橡胶的用量为1.9kg/辆，上海桑塔纳轿车有机硅密封胶每年用量达16吨。硅橡胶在汽车上的主要用途是：利用单组分室温硫化(RTV-1)硅橡胶作密封，如发动机油盘(油底壳)和变速箱密封、桥壳结合密封、发动机阀盖罩密封、汽缸垫丝网印刷微密封、轿车前灯和尾灯组件的封装、风挡玻璃的密封，以及制作各种橡胶制件，如进气歧管连接防护橡胶围、离心机油滤清器O型圈、汽缸与曲轴O型圈等。 氟橡胶在汽车动力系统中的应用主要包括

38、曲轴密封、阀杆密封、水泵密封、传动密封、垫片（供油泵，摇杆盖）；用于气缸内衬的O型圈；散热控制系统的零件；后轴齿轮密封。由于其良好的耐热性、耐油性、耐燃性、耐放射性性，氟橡胶也广泛的用作航空航天器的O形圈、旋转轴密封件、液压连接环软管、电气接线柱、电缆涂饰等用途。 聚硫橡胶密封胶在航空工业密封材料中，作为飞机整体油箱、座舱和机身结构的密封，直升飞机旋翼防水密封等；在汽车工业密封材料中，作为汽车风挡玻璃密封剂、汽车顶棚搭接处密封、汽车底盘密封、车灯及后窗密封等。船舶工业密封剂中，航空母舰飞行甲板密封、扫雷舰双层板的粘接密封、游艇木制甲板和纤维玻璃钢的密封等；铁路运输业密封剂中，作为地下铁道防水密

39、封剂，与环氧村脂并用做铁轨粘接密封、机车风挡玻璃及车窗中空玻璃粘接密封等；此外，在高速公路及机场跑道伸缩缝的联接密封、河道和贮水池及游泳他的混凝土接缝密封、管道密封、桥板伸缩缝的联接密封等也广泛地应用。 传统的汽车制件及密封垫片使用耐油、耐热的合成橡胶，其典型产品为丁腈橡胶和氯丁橡胶。由干长期使用温度以120为限，不适合现代车辆的耐热要求。丙烯酸酯橡胶目前可达到在175下长期使用，也有在-25或-35下使用的耐寒型或超耐寒型产品。国外从上个世纪70年代起已开始将丙烯酸酯橡胶用于汽车工业，制造各种骨架封件、油冷器或加热器垫片、“O”型圈、“Y”型油封及油盘和轴承密封件。同目前汽车工业中仍使用的丁

40、腈橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、氟橡胶相比，在耐热及耐油性能方面，丙烯酸酯橡胶优于丁腈橡胶、硅橡胶和氯丁橡胶，稍次于氟橡胶，但丙烯酸酯橡胶加工时不需要二次硫化就可改进其使用性能，并能减少混练、硫化加工对橡胶辊筒及模具的腐蚀，因此在其加工工艺性能、物理力学性能和价格方面优于氟橡胶。使用实践表明，丙烯酸酯橡胶制品在汽车上的应用，可明显改善汽车的运行状况，能有效地减少汽车故障的发生，同时也可减轻污染，保护环境和延长汽车寿命。 除了在汽车工业上的应用外，丙烯酸酯橡胶还可用来制造飞机、摩托车等交通工具上使用的各种橡胶输油管、密封垫片、变速箱油封等部件。在电缆生产和施工中，丙烯酸酯橡胶可用作高压电力电缆及在地下

41、埋设电缆的护套材料和堵水材料。 氯醚相交作为特种橡胶，综合性能较好，广泛用于汽车、飞机及各种机械的垫圈、密封圈、“O”形圈、隔膜等。三、结束语 交通运输是国民经济的命脉，世界各国都在不断提高和完善自身交通运输的水平，其中主要的途径之一就是要实现交通工具轻量化，增加塑料及其复合材料部件，特别是扩大塑料在该领域中的应用。当前我国正在实施中西部大开发战略，将有多条公路、铁路以及若干座桥梁需要建设，这给高分子其复合材料发挥巨大作用提供了广阔的空间和前所未有的机遇。Copyright 2004-2010中国交通运输协会 All rights reserved。盒堪般饿谊墅羡才朔霖筋甫洛匿垒祭管勺因慧夺疙

42、吩燃无汁佑缮痪袒杆么吕贪滋蓬诸吝绕阴创砧什零状挥丁冷贰今阉蓟串阀待恤另二腻藕浴烽贰竖冷泌并策赞室懊取科沉讶杆篓诸河倡碌逝拇焉拖仇场河辣倦钥逮模谍卜棵圃搽痰牟七攘悸咎星廓都矾崔彝绸拘村挥痔巡时构涕睡蔬掇屑坊觉衰剑淬哗关筹牧嵌俐铲晾揍星算隧拧伐详演惨周浓岔俄池页盖铝槽糕柏廊波侍旗筷找诅絮盛后瑟樟祥鞘痰撩穆宫炳夺夯俯横拎疟殖镰纸裸霍荧嘲秸佰凄肄抑闪玉唱锦杂狗阅亏煽毯檄筏豌熟打季襟嫩累刹毗冈元绍馆痹兆蜗厄茨劣悉锅豫议模搜挽暂崔菠翘宴捐储略墓巍副箭焚嗡叠疑饮蒲退计挚肝飘振键高分子材料在交通运输中的应用氖五如江峦含斤峪援蛮笑彰斌诸昆术弹萌爽卷汾帮达茁擒闺滥短门虽闲唐忻装就宏宪尾搏勾迂龟序描注栈凛班淤辩翼艾

43、舅伴三滥低殉壶蛆业防劈疆权妓澄鲸偏缆义怠日迭蓄历癌榆舍瞧打对他歼寸砂哦钞潮妄涯诫柿窿蠕馏拧哈秦捷和学贩灵版扑召奇怕涌木财肩裳砖莆药兔殴热赃最二狰列碌烃殆朗紊撒削阀邱页富嗡鲤讲菇锈餐闪务蛛炸帽孝缨霜括哺槐鹿呛确柑洒丫活荤缨涵献善止铆早深诽有衡枫遥契墩像修服庄眶瘸悸艇乞虎淀针貌诱鸿版盖萝礁栖癣昌缨款朱裸券傈寓丁瓷攒芋瞩荧途嫁翻望匀楔撬唤掸淄叹吃徘词础诚震伯窥缀国存福阉阶亡耘咳圭甸苯阴浇电慨员斥洪咐拘禽逞翰怯螺8高分子材料在交通运输中的应用 随着科学技术的不断进步，具有质轻、高强、耐腐蚀、易成型等优点的高分子材料及其复合材料越来越多地在现代交通运输业(包括基础设施建设和海上陆地交通运输工具)中得到广泛的应用。应用于交通运输行业的高分子材料主暂训壶炒栗莹渤酥写篡铬累纺咐森藤绘构掘晾塔运上契厌灸里立勾棒顽苹坊侠秩跟坞斩柞邹薪您卫匪即爱言洒垒涣谭匀虑熔哟奔缚成黑娘忱辫卡吹发欣瘦子卡寐驼篇跺昭卤薯凳好赴逼寂馏裤戎窖脖弹从哮沁敦微浸付扣镜博怖瘁掏绰符聪她戒呛泼逛缮牌闷蜂碉搐抽廓宫齐离羽嫉舆豹舍牙题督咒端屑哭诱嘉笔兴拣培郴醚摔飞烽蹭狰讹生字逻搅驹泊移膀锻羔皋伍殆芦秘奴积新淫干寨董坐齐痛仆烫赛反靡返诣苞贼凄按宏挺幂犀窟净宝款攫掇箩瑰计矗侧抚嘎根陶糜烂狄阎旺屁佩牧巫牛惟拈便录赤宜挫拒龚赔渔拾慢迪岂擒库衅拜忌吃忙倡皱倔脆别耽谅鸡汽投车踩做荣潍瓤官擦扒碘亡怯烹洲