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    1. 一文深度了解汽車(chē)防塵罩及材料需求

      發(fā)布日期:2023-03-04 08:33:30 來(lái)源:免責聲明:所載內容來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng),微信公眾號等公開(kāi)渠道,我們對文中觀(guān)點(diǎn)持中立態(tài)度,本文僅供參考、交流。轉載的稿件版權歸原作者和機構所有,如有侵權,請聯(lián)系我們刪除。

      隨著(zhù)我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,汽車(chē)已經(jīng)成為越來(lái)越多人的首選代步工具,汽車(chē)工業(yè)特別是新能源汽車(chē)獲得了前所未有的大發(fā)展,汽車(chē)輕量化和環(huán)保性成為汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展主題,熱塑性聚酯彈性體(TPEE)便是伴隨著(zhù)這樣的歷史機遇應運而生的,被廣泛地應用在汽車(chē)零部件的各種密封結構中,尤其在各種傳動(dòng)部件的密封中。



      在汽車(chē)配件中主要有萬(wàn)向節 ( CVJ ) 防塵罩、球頭防塵罩、轉向器防塵罩、減震器防塵罩等各種防塵罩,其中,以 CVJ 防塵罩要求最高。
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      圖1 不同形狀CVJ防塵罩產(chǎn)品示例


      一、防塵罩概況



      TPEE 應用于 CVJ 防塵罩之前,制造 CVJ 防塵罩的材料主要為氯丁橡膠 ( CR) 。由于防塵罩的工作環(huán)境惡劣,經(jīng)常受到溫度變化、空氣腐蝕、雨水侵蝕及其高速旋轉的作用,容易損壞、變質(zhì)。防塵罩一旦損壞,灰塵、雨水、泥沙就有可能進(jìn)入,嚴重影響萬(wàn)向節的傳動(dòng)性能,其安裝位置見(jiàn)圖2。對于 CVJ 防塵罩的性能要求如下:
      1) 抗老化能力:因為在室外環(huán)境中使用,在光照和氧化的作用下,橡膠化學(xué)結構會(huì )發(fā)生變化,導致防塵罩老化。


      2) 低溫性能:在冬季 ( 尤其是北方) ,室外溫度過(guò)低,橡膠制品會(huì )變脆,導致彈性和韌性下降,容易發(fā)生斷裂。
      3) 抗疲勞能力:因為萬(wàn)向節是工作在非勻速轉動(dòng)狀態(tài),所以防塵罩在使用中所抵抗的是周期性交變應力。
      4) 耐介質(zhì)性能:防塵罩的重要功能就是防止潤滑劑油脂泄漏。
      5) 抗變形能力:在使用過(guò)程中,萬(wàn)向軸會(huì )有無(wú)規則的運動(dòng),并且內部潤滑油會(huì )對防塵罩施加一定的壓力,所以在防塵罩上會(huì )突然出現較大的拉壓應力。


      TPEE 替代橡膠做防塵罩,不需要經(jīng)過(guò)混煉和硫化兩個(gè)高能耗工藝過(guò)程,這不僅縮短了 90%的成型周期,大大提高了生產(chǎn)效率,而且每噸制品可節約加工用電 1900 kW·h,加工能耗降低 75%以上。此外,廢棄的 TPEE 制品即使經(jīng)過(guò) 2 次回用,性能保持率仍超過(guò) 90% ,還可以反復使用,特別符合節能減排標準。




      以氯丁橡膠制造的 CVJ 防塵罩為例,由于氯丁橡膠的耐曲撓疲勞性較差,加上在高濕環(huán)境中使用時(shí)經(jīng)常發(fā)生破裂,更換新的護套不僅費力,而且浪費大。TPEE 制作的防塵罩的抗老化、低溫、抗疲勞、耐介質(zhì)和抗變形性能均很優(yōu)異,在汽車(chē)的使用壽命內不需要更換,減少了橡膠固體廢棄物處理。產(chǎn)品重量比原來(lái)橡膠制造的更輕,幾乎減少了一半,符合汽車(chē)輕量化發(fā)展方向。


      由于用 TPEE 材料制作的防塵罩在汽車(chē)的使用壽命內不需要更換,國內乘用車(chē)的CVJ 防塵罩、轉向器防塵罩、球頭防塵罩、減震器防塵罩多采用 TPEE 材料制作。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,商用車(chē)也逐步開(kāi)始使用 TPEE 材料制作防塵罩。


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      圖2 TPEE在底盤(pán)傳動(dòng)軸防塵罩上的應用


      二、會(huì )通 針對防塵罩特殊要求的解決方案


      1




      熔體增粘技術(shù)




      由于防塵罩主要采用吹塑加工工藝,因此對材料的流變特性要求極高。為滿(mǎn)足吹塑級TPEE材料的高強度且穩定熔體強度,會(huì )通給出解決方案:

      聚合特種樹(shù)脂滿(mǎn)足熔體強度穩定的要


      采用分子偶聯(lián)技術(shù)進(jìn)行熔體增粘



      采用后縮聚工藝形成均一穩定的熔體強度


      通過(guò)后縮聚、分子偶聯(lián)等增粘技術(shù),提高TPEE分子量及分子鏈的支化度,進(jìn)而滿(mǎn)足吹塑加工工藝,制得的制品內外光滑、壁厚均勻。


      2




      耐油脂技術(shù)




      汽車(chē)等速萬(wàn)向節防塵罩(CVJ 防塵罩)位于汽車(chē)驅動(dòng)軸的周?chē)?,用于保護聯(lián)軸器,是汽車(chē)轉向系統球籠護罩,用于存放潤滑油酯,并避免灰塵、水和鹽等進(jìn)入潤滑系統,是汽車(chē)重要配件之一,在運轉時(shí)生熱,故高溫時(shí)需要具有優(yōu)異的耐油脂性能,會(huì )通給出解決方案:

      利用分子嵌段技術(shù)在TPEE中嵌入耐油高分子



      利用阻隔技術(shù),采用特殊助劑,阻止油品進(jìn)入TPEE中


      通過(guò)嵌入耐油高分子、復合耐油阻劑得到了超高的耐油脂性能,制品在125℃條件下油脂老化336h,其性能保持率超過(guò)90%,超過(guò)國外進(jìn)口同類(lèi)產(chǎn)品。

      3




      潤滑降噪技術(shù)




      汽車(chē)在運轉時(shí),盡可能噪音較小,這樣人們駕駛體驗感更好,特別是新能源汽車(chē)更是要求低噪音,這要求轉動(dòng)軸上的防塵罩必須具有降噪功能,會(huì )通給出解決方案:

      調節軟段結構和含量使其材料具有優(yōu)異的彈性,同時(shí)具有更優(yōu)異的阻尼性能,從而達到降噪的效果


      采用不同潤滑劑的復合,達到長(cháng)期降噪的目的

      通過(guò)以上兩種技術(shù)的融合,達到了潤滑降噪的目的。

      4




      長(cháng)期熱老化技術(shù)




      汽車(chē)可能會(huì )在苛刻的條件下使用,所以汽車(chē)防塵罩還要求在苛刻的高低溫條件下正常使用,會(huì )通給出解決方案:



      在分子結構中引入具有高鍵能的高分子,從而達到長(cháng)期耐老化的目的


      根據老化降解機理,采用復合穩定系統解決長(cháng)期老化問(wèn)題


      分子中引入高鍵能鍵,同時(shí)輔以復合穩定助劑系統,使得TPEE具有優(yōu)異的長(cháng)期老化性能:125攝氏度3000h,機械性能保持率>75%。


      5




      耐疲勞技術(shù)




      由于汽車(chē)轉動(dòng)軸是工作在非勻速轉動(dòng)狀態(tài),所以防塵罩在使用中所抵抗的是周期性交變應力。材料必須具有優(yōu)異的耐疲勞性能,會(huì )通給出解決方案:



      利用微晶化技術(shù)提高結晶度,從而提高TPEE耐疲勞性能


      利用分子纏繞技術(shù)引進(jìn)較長(cháng)長(cháng)度的分子鏈,在分子中較長(cháng)的分子鏈能形成抗疲勞性能好的纏繞網(wǎng)絡(luò ),從而加強TPEE耐疲勞性能


       利用微晶化技術(shù)、分子纏繞技術(shù)得到了卓越的耐疲勞性能的防塵罩。





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