前言 

塑料在滿足汽車美觀、舒適、安全、防腐、輕量化及設計自由度大（dà）等方（fāng）麵起著其它材料無法替代的作用。近十年來塑料（liào）在汽車上的應用（yòng）獲得了巨大的發展，其應用領域已擴展到整車的各大總成係統，零件數（shù）量已超過整車（chē）零件數量的 10% ，其（qí）重量已由 20 世紀 80 年代（dài）的每車數（shù）十公斤發展到 20 世紀 90 年（nián）代末期的每車一百餘公斤。而在汽車用諸多塑料品（pǐn）種中，各類改（gǎi）性 PP 材料在汽車的上的開發與應用，一直是汽車工業和（hé）塑料工業關注的焦點。通過各種改（gǎi）性加工手段可以獲得滿足各種汽車部件不同功能要求（qiú）的改性 PP 材料，加之其優異的性能價格比，使各種增韌、填充、增（zēng）強 PP 材（cái）料在汽車（chē）各大總成係統（tǒng）中獲得了廣泛應用。並且不斷有一（yī）些新的技術及應用正在或即將問世。目前（qián），發達汽車工（gōng）業國家單車 PP 材料的用（yòng）量達（dá）到近 40kg ，占整車塑料材料應（yīng）用量的 1/3 ，成為汽車上所有塑料材料中用量最大的品種。

 PP 材料改性原理 

PP 材料由（yóu）於其來源廣泛、密度小、力學均衡性好、耐化學腐（fǔ）蝕、易加工及（jí）價（jià）格（gé）低廉等突出優點，因而被廣（guǎng）泛使用。但（dàn）通用 PP 材料收縮率大，製品尺寸穩定性差，容易產生（shēng）翹曲變形；低溫易脆斷，低溫韌性差（chà）；耐光老化、耐熱老（lǎo）化性能差（chà）等缺點。無法滿足汽車保險（xiǎn）杠、儀表板、護風圈、發動機風（fēng）扇等部（bù）件的特殊使用要（yào）求，因此必須對通用 PP 材料進行改性。

利用溶度參數相近的兩種或兩種以上的聚合（hé）物材料及助劑在一定的溫度下進（jìn）行機械（xiè）摻混，得到一種（zhǒng）新材料（liào）的方法叫機械共混改性法（fǎ）。由於這種方法投資少、見效快，材料（liào）性能設計自由度大，目前被廣泛應用。 PP 材料的共混改性方法就是在 PP 材料中加入增韌（rèn）劑、填充劑等改性劑得到改性 PP 材料。在 PP 材料中加（jiā）入彈性體（增韌劑）可顯著改善 PP 的衝擊韌性及（jí）耐低溫性，這就是增韌的作用。但彈性體的加入會帶來材料的強度和熱變形溫度的（de）下降，為克服這一現（xiàn）象，在（zài）增韌體係中填充高耐熱、高剛性的無機物填料，可顯（xiǎn）著提高材料的剛性，耐熱性（xìng）及尺寸穩定性。通過對 PP 基體、增韌劑、填充劑三者間配比的協調（diào），可製造出一係列不同性能（néng）的材料，滿足汽（qì）車不同部件的功能（néng）要求。與未改性的（de） PP 材料相比，改性後的材料（liào）性能大大拓寬，既（jì）可製造超高韌性的增韌材料，又可製造（zào）增韌、填充並舉的高剛性、高韌（rèn）性的填充增韌材料及高剛性、高耐熱的填充材料。    

 改性PP材料的主要品種及性能要求（qiú） 

1 改性 PP 材料的主要品種

目前國（guó）內外汽車用改性 PP 材料主要分（fèn）為以下四大品種：

(1) 增（zēng）韌型 即以彈性體為主增韌的改性 PP 材料，具有極（jí）高的衝擊強度和低溫韌性，主要（yào）用來製造汽車保（bǎo）險（xiǎn）杠。

(2) 填充增韌型 即以無機物（wù）填（tián）充、彈（dàn）性體增韌的改性 PP 材料，具有模量高、剛性及耐熱性好、尺（chǐ）寸穩（wěn）定性好等突（tū）出優點，克服了通用 PP 材料收縮率大（dà）、熱變形溫度低、力學持久性差等缺（quē）點，廣泛用來製造（zào）汽車各內外裝飾件，如儀表板、車門內護板、水箱麵罩（zhào）等。

(3) 填充型 采用高含量無機物填充（chōng）的改性 PP 材料，可大大提（tí）高通用（yòng） PP 材料（liào）的剛性、耐熱性及尺寸穩定性，主要用來製造耐高溫的非受力結構零件，如護風圈、暖風機殼體等。

(4) 增強型 玻纖增強 PP 材料是聚烯烴塑料中強度最高，剛性、耐熱性及（jí）尺寸穩定性（xìng）最好的品種（zhǒng），主（zhǔ）要用來製造發動機風扇等高強度、高耐熱製品。

2 汽車用主要改性 PP 材料性能要求

不同類型的改性 PP 材料其改性原理、材（cái）料組成、配方均有很大不同，其用途也不盡相同，表 1 為國內引進車型（xíng）典型零件用改性 PP 材料的技術要求。

表 1 國內引進車型典型零件用改性（xìng） PP 材料技術要求

 各類改性 PP 材料的開發 

1、各類（lèi）材料的配方體係確定

根（gēn）據汽車零件的使用要求，對各（gè）類材料的配方組成，包括基體樹脂、增韌劑、填（tián）充劑、增強劑、抗老化劑等組分進行篩選（xuǎn）及試驗：

(1) 基體樹脂 對小本體 PP 、均聚 PP 、共聚 PP 等（děng）基體樹脂從力學均衡性、加工流動（dòng）性能等方麵（miàn）考慮進行篩選及試驗。 

(2) 增韌劑 對 SBS 、 EPDM 、 POE 等增韌材料，進行篩選及試驗。

(3) 填充劑 填充粒子的粒徑、表麵處（chù）理劑對共混物的性能至關重要，應采（cǎi）用合適細度與處理（lǐ）方法的填充劑（jì）。

(4) 增強劑 采用無撚長玻璃纖維。

(5) 抗老化劑 根據不同材料的老化源及實際使用要求，選擇相應的抗（kàng）老化劑。

通過對上述各（gè）組分的篩選，同時根據各材料的使用要求，對各組分之間配比協調，確定各類材料的配方。

2、材料的老化及防老化研究2.1 汽車用塑料材料的老化

汽車用塑料（liào）材料老化可分為兩類：

(1) 車身內（nèi）外裝飾件材料（liào）的（de）老化 儀表板、保（bǎo）險杠等零件長期置於（yú）光照條件下（xià），由於太陽光的幅射作用，被反射的紅外光使零件（jiàn）表麵（miàn）溫度升高，而（ér）被吸收的（de）紫外線引起塑料發生光化學反應（yīng），產生自由基（jī）破壞（huài）高（gāo）分子鏈段，使材料的分子鏈降解（jiě）、支化和（hé）交聯，導致材料（liào）力學性能（néng）與外觀的（de）破壞。

(2) 發動機係統材料的老化 該係（xì）統零件長期處於高溫下工作，其熱源是引起材料老化的主要因（yīn）素，亦即熱氧化。

改性 PP 材料（liào）防老化處理

改性 PP 材（cái）料的防老化分為抗熱氧（yǎng）老化和抗光老化（huà），表 2 列出了不（bú）同使用環境的材（cái）料抗老化體係。

表 2 不同使（shǐ）用環境的材料抗老化體係

3、改善大型（xíng）塑料（liào）製品（pǐn）用材料的加工工藝（yì）性

由於在 PP 材料中加入了相當數量的橡膠增韌劑及無（wú）機填充（chōng）物，造成材料的流動性大幅度下降，而儀表板、保險（xiǎn）杠等製品體積大、形狀（zhuàng）複雜、模具流程長（zhǎng），要求材料具有良好的流動性。在保（bǎo）證材（cái）料力學性能的前提下，采用化學調節法可提高材料流動性，即在共混物（wù）中加入經過氧化物處（chù）理過的降（jiàng）解母粒。過氧化物是（shì） PP 塑料（liào）常用的分子（zǐ）量調節劑（ 3 ），其（qí）作（zuò）用是切斷較長的 PP 分子鏈，使 PP 發生部分降解，並使（shǐ）分子量分布變（biàn）窄，從（cóng）而改善共混物的流動性（xìng）。通過上述方案（àn）的采用（yòng），使得儀表板、保險杠等零件用材料的流動性大大提高。