汽車(chē)輕量化帶動(dòng)車(chē)用改性塑料需求,汽車(chē)行業(yè)已經(jīng)成為改性塑料需求增速最快的領(lǐng)域。改性塑料下游最大的應(yīng)用領(lǐng)域是家電和汽車(chē),在汽車(chē)輕量化的帶動(dòng)下汽車(chē)行業(yè)已經(jīng)成為改性塑料需求增速最快的領(lǐng)域，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年國(guó)內(nèi)車(chē)用改性塑料需求年平均增速將在15%以上。

一、改性塑料簡(jiǎn)介

1、改性塑料的分類(lèi)

改性塑料是指通過(guò)加入合適的改性劑，經(jīng)過(guò)共混、填充、增強(qiáng)、共聚、交聯(lián)等物理、化學(xué)方法對(duì)通用塑料和工程塑料進(jìn)行改性，以提高其韌性、強(qiáng)度、拉伸性、抗沖擊性、阻燃性等性能而得到的樹(shù)脂/塑  料。

因此改性塑料產(chǎn)業(yè)鏈的上游是PE、PP、PVC 等合成樹(shù)脂，通過(guò)物理或者化學(xué)方法進(jìn)行改性得到改性塑料樹(shù)脂，再經(jīng)過(guò)擠出、注塑、壓延等工藝得到改性塑料制品，由于其性能優(yōu)異，改性塑料制品廣泛應(yīng)用于家電、汽車(chē)、建筑等行業(yè)。

改性塑料產(chǎn)業(yè)鏈

                                               

根據(jù)改性后的功能，改性塑料包括阻燃樹(shù)脂類(lèi)、增強(qiáng)增韌樹(shù)脂類(lèi)、塑料合金類(lèi)、功能色母類(lèi)等種類(lèi)，各個(gè)種類(lèi)按著不同的材質(zhì)又可以細(xì)分下去，并且由于各自的性能差異，應(yīng)用領(lǐng)域也各有不同。

改性塑料的分類(lèi)

改性塑料分類(lèi)及用途

2、改性技術(shù)

改性技術(shù)包括共混、填充、增強(qiáng)等物理方法和共聚、交聯(lián)等化學(xué)方法， 物理方法是目前最重要的改性方法，共混、填充等需要選用合適的改性劑、填料才能達(dá)到特定的改性目的。

（1）改性劑

改性劑或者也叫助劑可以分為加工助劑和功能助劑。

加工助劑是用于改善塑料的加工流變性以及成型性能的助劑，主要包括： 潤(rùn)滑劑——改善基材的流動(dòng)性；熱穩(wěn)定劑、抗氧化劑——改善基材的熱穩(wěn)定性；分散劑——改善基材的分散性；相容劑、偶聯(lián)劑——改善基材的兼容性； 架橋劑、增粘劑——改善基材的熔融強(qiáng)度。

功能助劑主要用于改善基材的物理、化學(xué)特性，包括：填充劑、晶核劑——改善基材的剛性、強(qiáng)度；抗沖改性劑——改善基材的沖擊性；阻燃劑— —改善基材的阻燃性，改性后的材料在受到火源攻擊時(shí)，能有效的阻止、延緩或終止火焰的傳播；安定劑——改善基材的耐候性；導(dǎo)電涂料填料、抗靜電劑——改善基材的導(dǎo)電性，抗靜電劑可減輕塑料在加工和使用過(guò)程中的靜電積累，降低材料表面電阻率；可塑劑——改善基材的軟硬度；發(fā)泡劑—— 改變基材的密度；色料——改變基材的透明性、顏色。

一些改性劑的用途

（2）改性方法

對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行改性的方法可以分為物理方法和化學(xué)方法，包括填充、共混、增強(qiáng)、共聚、交聯(lián)等等，目前主流的改性技術(shù)是以填充、共混、增強(qiáng)等為主的物理改性技術(shù)。

填充是將礦物、改性劑等填充物與塑料共混，使塑料的收縮率、硬度、強(qiáng)度等性能得到改善；共混是摻入一種或多種其他樹(shù)脂、改性劑或礦物質(zhì)， 以改善原有性能；增強(qiáng)是將玻璃纖維等與塑料共混以增強(qiáng)塑料的機(jī)械強(qiáng)度。

改性技術(shù)

用于填充、共混、增強(qiáng)的改性配方一旦確定，對(duì)下游的生產(chǎn)設(shè)備的具體操作要求不高。這一技術(shù)特點(diǎn)決定了改性塑料生產(chǎn)的關(guān)鍵工序在于改性配方的設(shè)計(jì)，從目前的情況來(lái)看，通用型大品種改性塑料的原始配方基本處于市場(chǎng)公開(kāi)的狀態(tài)，而高性能專(zhuān)業(yè)型改性塑料的配方則掌握在各細(xì)分領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)先企業(yè)手中。

3、應(yīng)用領(lǐng)域

改性塑料在阻燃性、強(qiáng)度、抗沖擊性、韌性等方面的性能都優(yōu)于通用塑料，下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，主要應(yīng)用于家電、汽車(chē)、建筑、辦公設(shè)備、機(jī)械等領(lǐng)域，其中家電、汽車(chē)是其最大的兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，2015 年國(guó)內(nèi)改性塑料消費(fèi)量已經(jīng)接近1000 萬(wàn)噸，隨著科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)其下游應(yīng)用還在不斷拓展。

汽車(chē)領(lǐng)域改性塑料

汽車(chē)行業(yè)已經(jīng)成為改性塑料需求增速最快的領(lǐng)域。據(jù)市場(chǎng)咨詢(xún)機(jī)構(gòu)Marketsand Markets 預(yù)計(jì)，2018 年全球車(chē)用塑料市值有望由2012 年的216.16 億美元增至461.12 億美元，消費(fèi)量預(yù)計(jì)將由2012 年的710 萬(wàn)噸增至2018 年的1130萬(wàn)噸，2013～2018 年期間需求復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)13.4%（中國(guó)知網(wǎng)：《2018 年全球車(chē)用塑料市值將突破460 億美元》、《2018 年全球車(chē)用塑料需求將達(dá)1130 萬(wàn)t》）。這主要?dú)w因于：一是全球汽車(chē)產(chǎn)量增速穩(wěn)定；二是汽車(chē)輕量化使得單車(chē)改性塑料用量增大。

國(guó)內(nèi)車(chē)用改性塑料增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全球平均。國(guó)內(nèi)汽車(chē)產(chǎn)量增速在過(guò)去多年中都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全球汽車(chē)產(chǎn)量增速，國(guó)內(nèi)單車(chē)塑料用量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，發(fā)展空間巨大，特別是中國(guó)已經(jīng)是全球最大的新能源汽車(chē)市場(chǎng)， 新能源汽車(chē)更加需要輕量化技術(shù)的支持，因此國(guó)內(nèi)車(chē)用改性塑料需求增速將高于全球平均水平，成為改性塑料下游增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域，據(jù)亞化咨詢(xún)預(yù)計(jì)， 未來(lái)5 年內(nèi)國(guó)內(nèi)汽車(chē)改性塑料行業(yè)年復(fù)合增長(zhǎng)率將超過(guò)26%。

二、汽車(chē)輕量化與車(chē)用改性塑料需求

汽車(chē)輕量化是未來(lái)汽車(chē)行業(yè)發(fā)展方向，特別是對(duì)于新能源汽車(chē)而言，重量的減輕直接意味著續(xù)航里程的增加。有研究顯示，燃油汽車(chē)整車(chē)重量減輕10%，燃油效率可提高6~8%，重量每減少100kg，汽車(chē)百公里油耗可降低0.3~0.6L，百公里CO2排放量可減少約5g（《汽車(chē)輕量化設(shè)計(jì)的技術(shù)路線分析》）；對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)而言，整車(chē)重量降低10kg，續(xù)駛里程可以增加2.5km （《汽車(chē)輕量化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及主要途徑分析》）。

1、汽車(chē)輕量化技術(shù)

汽車(chē)輕量化作為一個(gè)系統(tǒng)化的工程，并不是簡(jiǎn)單地針對(duì)某個(gè)零件的單獨(dú)減重，局部重量的變化在很大程度上會(huì)影響汽車(chē)的其他部位，因此汽車(chē)輕量化是指在汽車(chē)制造過(guò)程中集設(shè)計(jì)、制造、材料技術(shù)等一起的系統(tǒng)性工程。

在對(duì)汽車(chē)進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合考慮三個(gè)方面的因素：車(chē)身結(jié)構(gòu)安全、剛度分析、輕量化系數(shù)。（《汽車(chē)輕量化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及主要途徑分析》）

（1）車(chē)身結(jié)構(gòu)安全

汽車(chē)車(chē)身和內(nèi)外飾輕量化的前提是汽車(chē)安全性、車(chē)身剛度、疲勞耐久性、操控穩(wěn)定性和振動(dòng)舒適性等滿(mǎn)足要求。車(chē)身結(jié)構(gòu)安全的目的在于保護(hù)車(chē)內(nèi)乘員的安全，屬于汽車(chē)的被動(dòng)安全范疇，車(chē)身結(jié)構(gòu)的安全性能將直接影響到汽車(chē)是否能滿(mǎn)足正面碰撞、側(cè)面碰撞、后面碰撞、翻滾和低速碰撞等這些被動(dòng)安全要求。

目前各國(guó)汽車(chē)被動(dòng)安全法規(guī)有：歐洲法規(guī)體系(ECE/EEC)和美國(guó)聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車(chē)法規(guī)體系(FMVSS)。我國(guó)強(qiáng)制性汽車(chē)被動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)(GB)主要是參考?xì)W洲法規(guī)體系。

（2）剛度分析

車(chē)身整體剛度指的是車(chē)身受到外界施加的載荷和在施加載荷之后白車(chē)身產(chǎn)生的變形量之間的關(guān)系。車(chē)身剛度反映了如何在滿(mǎn)足車(chē)身裝配和使用要求的前提下來(lái)控制車(chē)身結(jié)構(gòu)各個(gè)部位的變形量，所以如果車(chē)身剛度設(shè)計(jì)不合理，就會(huì)造成車(chē)身振動(dòng)頻率的降低，從而導(dǎo)致整車(chē)的乘坐舒適性、使用壽命和碰撞安全性、NVH 性能等達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求?，F(xiàn)代車(chē)身的設(shè)計(jì)都是盡可能降低車(chē)身質(zhì)量的前提下，最大程度的提高汽車(chē)車(chē)身剛度。

（3）輕量化系數(shù)

車(chē)身輕量化系數(shù)L（Light Weight Index）是目前被汽車(chē)行業(yè)接受度較大的一個(gè)評(píng)價(jià)車(chē)型輕量化的指標(biāo)。輕量化系數(shù)L 值越小，表示車(chē)身輕量化做得越好。車(chē)身輕量化系數(shù)的計(jì)算公式如圖11 所示，其中L為輕量化系數(shù)、CT為帶有擋風(fēng)玻璃的車(chē)身靜態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度、m 為不帶四門(mén)兩蓋的白車(chē)身骨架質(zhì)量、A 為車(chē)身四輪間投影面積。

由輕量化系數(shù)L 的計(jì)算公式可以知道，要減小車(chē)身輕量化系數(shù)，可以通過(guò)提高剛度或降低白車(chē)身的質(zhì)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前汽車(chē)輕量化技術(shù)主要分為3 個(gè)方面：結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、輕量化材料應(yīng)用和采用先進(jìn)制造工藝。其中，采用輕量化的替代性材料是業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)同且前景最為可觀的輕量化技術(shù)。目前采用的輕量化材料主要有高強(qiáng)度鋼、鋁鎂合金、改性塑料和復(fù)合材料。

低強(qiáng)度鋼材指的是強(qiáng)度小于201MPa 的鋼材，而高強(qiáng)度鋼材主要指的是強(qiáng)度在201MPa－550MPa 之間的鋼材，超強(qiáng)度鋼材指的是強(qiáng)度大于550MPa 的鋼材。在汽車(chē)制造工作中，鋼材料是使用較多的材料，也是汽車(chē)結(jié)構(gòu)主要構(gòu)成部分，在強(qiáng)度相同的情況下，采用高強(qiáng)度鋼材能夠有效的減輕汽車(chē)制造所使用鋼板的厚度，能夠從根本上減輕汽車(chē)自身的重量，這樣可以有效減小輕量化系數(shù)L。

相對(duì)于鋼而言，鋁合金的比重僅為其30%為2.68g/cm3。當(dāng)彎曲剛度相等時(shí)，減重潛能為49%；當(dāng)彎曲強(qiáng)度相等時(shí)，其減重潛力為38%。當(dāng)前其主要的應(yīng)用形式有以下幾種：汽車(chē)懸架支架、車(chē)輪等結(jié)構(gòu)件所用的鋁合金鍛件；車(chē)身殼體、發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋等模具鑄造件；車(chē)身結(jié)構(gòu)等鋁合金基拉拉伸件； 車(chē)廂、覆蓋件、蓋板等軋制板材；殼體、強(qiáng)度較高的小型鑄造件。

鎂的比重比鋁合金的比重更小，僅為鋼的1/4為1.74g/cm3，其輕量化應(yīng)用潛力巨大。當(dāng)前汽車(chē)零件制造對(duì)于鎂合金的使用已經(jīng)非常廣泛，儀表盤(pán)骨架、座椅骨架等60 余種零件都是由鎂合金制造而成。

改性塑料和復(fù)合材料相比金屬材料具有更低的密度和更高的比強(qiáng)度，目前常見(jiàn)的改性塑料和復(fù)合材料主要有改性PP、改性PVC、改性PE、纖維復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料等。改性塑料早期主要應(yīng)用于汽車(chē)的內(nèi)外裝飾，隨著纖維增強(qiáng)塑料的應(yīng)用，如今已經(jīng)應(yīng)用到了汽車(chē)的結(jié)構(gòu)件上，特別是碳纖維復(fù)合材料技術(shù)的發(fā)展，使得基于改性塑料和復(fù)合材料的汽車(chē)輕量化整體解決方案成為可能。

2、新能源汽車(chē)的輕量化新要求

近年來(lái)新能源汽車(chē)發(fā)展迅速，據(jù)高工鋰電（GGII）統(tǒng)計(jì)2016年全球新能源乘用車(chē)的銷(xiāo)量達(dá)到了72.6萬(wàn)輛，并且包括荷蘭、德國(guó)、法國(guó)和英國(guó)等在內(nèi)的多個(gè)國(guó)家都給出了禁售燃油汽車(chē)的時(shí)間表，新能源汽車(chē)的發(fā)展已經(jīng)勢(shì)不可擋，從目前的技術(shù)來(lái)看，未來(lái)幾年電動(dòng)汽車(chē)將是新能源汽車(chē)的主要形式。

禁售燃油汽車(chē)時(shí)間表

電動(dòng)汽車(chē)的充電時(shí)間長(zhǎng)而續(xù)航里程又不及燃油車(chē)一直是其被人詬病的短板。充電時(shí)間的長(zhǎng)短由鋰離子電池的充放電原理所決定，在不改變電池充放電原理的前提下改善空間有限，但提高續(xù)航里程卻是可以努力的方向，比較簡(jiǎn)單的方法是通過(guò)搭載更多的電池來(lái)提高續(xù)航里程，但更多的電池不僅意味著充電時(shí)間更長(zhǎng)，也意味著汽車(chē)的重量會(huì)更重，做功效率會(huì)更低，也就是消耗1Kwh電量汽車(chē)行駛的距離會(huì)減少。如果要在搭載電量不變的前提下提高續(xù)航里程，就必須要通過(guò)提高效率來(lái)實(shí)現(xiàn)。

要使每消耗1Kwh電量電動(dòng)汽車(chē)行駛更遠(yuǎn)的距離，最主要的方法就是減輕汽車(chē)的重量，有研究表明純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)重量降低10kg，續(xù)駛里程可以增加2.5km，如果通過(guò)輕量化技術(shù)能將重要減輕500kg，在搭載同樣電量的情況下，續(xù)航里程將可以提升125km，因此電動(dòng)汽車(chē)對(duì)輕量化技術(shù)的渴望是非常迫切的。

電動(dòng)汽車(chē)輕量化技術(shù)

電動(dòng)汽車(chē)與燃油汽車(chē)最大的不同在于電動(dòng)汽車(chē)很大一部分重量來(lái)源于電池，而電池的重量除非找到了能量密度更高的材料或者改變現(xiàn)在的鋰離子電池體系，否則很難降下來(lái)，因此減輕車(chē)身、內(nèi)飾、底盤(pán)等的重量是其輕量化比較可行的方案。

某純電動(dòng)汽車(chē)各部分重量（kg）

內(nèi)飾重量的減輕可以通過(guò)多運(yùn)用改性塑料來(lái)達(dá)到，車(chē)身和底盤(pán)重量的減輕除了上面所說(shuō)的利用高強(qiáng)度鋼、鋁鎂合金外，有研究者甚至提出了全塑車(chē)身的概念，提出了集成化超輕新能源汽車(chē)的概念，超輕新能源汽車(chē)主要由驅(qū)動(dòng)電池單元、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、鋁制車(chē)身框架、復(fù)合材料車(chē)身、塑化地板等組成，車(chē)身整備質(zhì)量能降低到850kg（包括電池），其全塑車(chē)身設(shè)計(jì)是新能源汽車(chē)輕量化設(shè)計(jì)的重要組成部分，與傳統(tǒng)的汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)相比，全塑車(chē)身的設(shè)計(jì)是一個(gè)一體化、模塊化、整體式的設(shè)計(jì)思路，同時(shí)實(shí)現(xiàn)功能與零部件的高度集成，從而減少零部件的數(shù)量，降低生產(chǎn)成本。

3、車(chē)用改性塑料

改性塑料在汽車(chē)工業(yè)的作用和地位越來(lái)越明顯，目前聚丙烯（PP）、丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物（ABS）、聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、加強(qiáng)型聚氨酯（PRT）和聚氯乙烯（PVC）等塑料都在汽車(chē)上得到了廣泛的應(yīng)用。在所有的車(chē)用塑料中，聚丙烯所占份額最高達(dá)37%，其次是聚氨酯，占比17.3%，ABS樹(shù)脂占12.3%，復(fù)合材料占11.5%，高密度聚乙烯占10.8%，聚碳酸酯占6.8%，聚甲基丙烯酸甲酯占4.4%。

車(chē)用改性塑料主要品種

改性塑料在汽車(chē)部位上的應(yīng)用涵蓋內(nèi)外飾件、功能和結(jié)構(gòu)件，隨著纖維增強(qiáng)技術(shù)的發(fā)展，特別是碳纖維復(fù)合材料的發(fā)展，甚至車(chē)身、底盤(pán)等都可以完全用改性塑料和復(fù)合材料制造。

（1）改性塑料在汽車(chē)內(nèi)外飾件上的應(yīng)用

儀表板

目前儀表板主要有硬質(zhì)儀表板和軟質(zhì)儀表板兩種形式，軟質(zhì)儀表板一般被比較高檔的汽車(chē)采用，而大客車(chē)、貨車(chē)等車(chē)型則基本采用硬質(zhì)儀表板。儀表板一般用改性PP材料制作，改性PP中主要是以橡膠類(lèi)的增韌劑和無(wú)機(jī)填充材料為主；儀表板表皮材料以PVC/ABS為主，PVC在耐沖擊和耐熱性上比較弱，ABS機(jī)械性能和成型加工能力比較好，并且與PVC能夠進(jìn)行結(jié)合，將兩者進(jìn)行組合可以形成互補(bǔ)。

門(mén)內(nèi)板

目前比較常用的制造門(mén)內(nèi)板的改性塑料是ABS、PP，用它們制作成骨架，并且表面帶有一層緩沖層，緩沖層采用PP發(fā)泡、TPU、針織滌綸等。在通用、雪佛蘭的一些車(chē)型中，骨架、面板都采用玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯片狀模塑料（SMC）材料，在有的汽車(chē)中也會(huì)采用天然纖維和PP熱壓制作而成，這種手段能夠有效減輕車(chē)門(mén)的重量，降低成本，隔音性能得到明顯提高。

車(chē)身覆蓋件與底盤(pán)

改性塑料制作車(chē)身覆蓋件，與金屬覆蓋件相比，車(chē)身更加光滑、尺寸更加精確，并且質(zhì)量、噪聲、振動(dòng)等條件上可以更加優(yōu)化，所以改性塑料在車(chē)頂蓋、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、行李艙蓋等方面得到廣泛應(yīng)用。福特公司利用SMC制作前方護(hù)板、頂蓋版、發(fā)動(dòng)機(jī)罩；戴勒姆克萊斯勒公司的新型smart車(chē)型中，采用了XenoyPC/PBT制作車(chē)體面板。

在汽車(chē)底盤(pán)中，由于需要承受的負(fù)荷較大，因此塑料化存在較大的難題。目前主要是在傳動(dòng)懸掛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向制動(dòng)系統(tǒng)的耐磨運(yùn)動(dòng)件方面應(yīng)用改性塑料，例如改性PBT、改性POM等材料。

（2）改性塑料在功能件、結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用

保險(xiǎn)杠

汽車(chē)保險(xiǎn)杠是使用改性材料的主要部件之一，目前市場(chǎng)上大部分的保險(xiǎn)杠都是采用塑料制品制作而成，保險(xiǎn)杠的面板是PP、PC/ABS、PC/PBT等材料，骨架是木材或者金屬等材料，中間部分是PP發(fā)泡材料等。這類(lèi)材料從環(huán)保角度看不利于回收，經(jīng)過(guò)不斷創(chuàng)新在制作保險(xiǎn)杠面板時(shí)可以采用TPO、骨架可以用玻纖增強(qiáng)PP材料、中間部分可以使用發(fā)泡PP，使用相同屬性的材質(zhì)制作保險(xiǎn)杠，在進(jìn)行回收前只要進(jìn)行清潔和干燥處理就可以。

燃油箱

在制作燃油箱方面，改性塑料也發(fā)揮著重要的作用，可以根據(jù)一定比例混合樹(shù)脂、粘合劑、PA等材料，然后吹塑成型。此外，還可以利用超高分子量高密度聚乙烯、共聚PA、EVOH樹(shù)脂等材料制作燃料箱。

發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣岐管

汽車(chē)中的進(jìn)氣岐管在制作上存在一定難度，主要是因?yàn)檫M(jìn)氣歧管的形狀比較復(fù)雜，目前改性塑料在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣岐管的制造上大多是使用AIM工藝進(jìn)行制作，在克萊斯勒、凱迪拉克的一些型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)中，進(jìn)氣歧管就應(yīng)用了玻纖增強(qiáng)PA。

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中在運(yùn)行中溫度會(huì)不斷升高，所以發(fā)動(dòng)機(jī)周邊的零部件必須在承受220攝氏度高溫的同時(shí)還能保持超高的強(qiáng)度，如果是在比較寒冷的天氣下還要有承受低溫的性能，因此一般采用PA66材料來(lái)確保塑料化零件的性能。

離合器執(zhí)行系統(tǒng)

離合器因?yàn)榻?jīng)常在高溫環(huán)境下工作并且又受到壓力潤(rùn)滑油劑的影響，傳統(tǒng)制造工藝中使用金屬材料，但是在不斷的試驗(yàn)中，改性塑料制作離合器執(zhí)行系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)更加明顯，在制造離合器執(zhí)行系統(tǒng)時(shí)利用50％長(zhǎng)纖維增強(qiáng)黑色尼龍LFRT原材料，穩(wěn)定性更高，并且節(jié)約成本。

（3）纖維增強(qiáng)塑料在汽車(chē)中的應(yīng)用

纖維增強(qiáng)塑料是樹(shù)脂和增強(qiáng)纖維復(fù)合而成的材料，汽車(chē)工業(yè)主要使用玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料，它具有密度小、易成型、設(shè)計(jì)靈活美觀、耐腐蝕、耐沖擊、抗振、隔熱隔電、易于涂裝、強(qiáng)度高、成本低的特點(diǎn)。

目前玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯片狀模塑料（SMC）制造的前翼子板、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、尾板等在汽車(chē)車(chē)身上已普遍應(yīng)用；以玻璃纖維（氈）為增強(qiáng)材料的玻璃纖維氈增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料（GMT）已在座椅骨架、保險(xiǎn)杠、電池托架、儀表板、地板、護(hù)板、發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋、腳踏板、后背門(mén)等部件上得到初步運(yùn)用。

（4）碳纖維復(fù)合材料在汽車(chē)中的應(yīng)用

碳纖維(CarbonFiber)是一種纖維狀的碳材料，其直徑一般在幾個(gè)微米，含碳量通常在90%以上。碳纖維具有相當(dāng)優(yōu)異的物理性能，其關(guān)鍵力學(xué)指標(biāo)是拉伸強(qiáng)度、拉伸模量，拉伸強(qiáng)度是指材料在拉伸斷裂前可承受的最大應(yīng)力，拉伸模量是指材料拉伸時(shí)受到的應(yīng)力與形變的比值，模量值越高，表示碳纖維的剛度越好，理論上碳纖維的拉伸強(qiáng)度可以達(dá)到180GPa，拉伸模量更是在1000GPa左右。

除了有優(yōu)異的物理性能外，碳纖維還具有優(yōu)異的化學(xué)性能，比如耐腐蝕、耐高溫、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能良好等，因此碳纖維與各種基體材料經(jīng)過(guò)復(fù)合工藝后制成的碳纖維復(fù)合材料最先在航空航天和軍事領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

碳纖維復(fù)合材料相對(duì)于金屬材料不僅力學(xué)指標(biāo)優(yōu)異許多，而且密度要小很多，有利于減輕制品的重量，這在航空航天等對(duì)重量異常敏感的領(lǐng)域非常重要。近年來(lái)隨著碳纖維復(fù)合材料成型技術(shù)的發(fā)展和成本的降低，在汽車(chē)輕量化上的應(yīng)用越來(lái)越多，甚至可以用來(lái)制作汽車(chē)車(chē)身，它的出現(xiàn)使得基于改性塑料和復(fù)合材料的整車(chē)輕量化解決方案的實(shí)現(xiàn)成為可能。

碳纖維復(fù)合材料與其他材料的物理性能對(duì)比

（5）汽車(chē)輕量化解決方案

綜上所述，隨著纖維增強(qiáng)塑料技術(shù)的發(fā)展，特別是碳纖維復(fù)合材料技術(shù)的發(fā)展，基于改性塑料和復(fù)合材料的汽車(chē)整體輕量化解決方案成為可能。目前的主要障礙是碳纖維價(jià)格還過(guò)高，用于汽車(chē)工業(yè)的大絲束碳纖維目前價(jià)格在15美元/公斤以上，只有當(dāng)價(jià)格降到10美元/公斤或以下時(shí)，售價(jià)30萬(wàn)人民幣左右的中級(jí)車(chē)才可能大規(guī)模使用。

4、車(chē)用改性塑料市場(chǎng)分析

（1）全球車(chē)用改性塑料市場(chǎng)

目前改性塑料使用量最高的是德系車(chē)單車(chē)，其改性塑料的使用率達(dá)到了22%為300-360千克，歐美國(guó)家的平均水平也達(dá)到了16%為210-260千克，我國(guó)乘用車(chē)單車(chē)的改性塑料使用率只有8%為100-130千克。

2016年歐美共生產(chǎn)了2186萬(wàn)輛乘用車(chē)，而中國(guó)生產(chǎn)了乘用車(chē)2424萬(wàn)輛，由此計(jì)算的全球乘用車(chē)單車(chē)改性塑料加權(quán)平均用量為152-191千克，取中間值為171千克。2016年全球乘用車(chē)產(chǎn)量為7210萬(wàn)輛，需要的改性塑料為1233萬(wàn)噸，按著單價(jià)1.8萬(wàn)/噸來(lái)計(jì)算，2016年全球車(chē)用改性塑料市場(chǎng)空間為2219億人民幣。

根據(jù)預(yù)測(cè)到2020年全球乘用車(chē)產(chǎn)量將達(dá)到8148萬(wàn)輛左右，以及考慮汽車(chē)輕量化趨勢(shì)下單車(chē)消耗改性塑料量的增加，假設(shè)到2020年全球單車(chē)改性塑料用量增加至200千克，這一市場(chǎng)空間將接近3000億人民幣，2017-2020年年平均增速為7%左右。全球車(chē)用改性塑料市場(chǎng)的主要參與者都是大型化工企業(yè)，比如巴斯夫、普立萬(wàn)（PolyOne）、陶氏杜邦、科思創(chuàng)（Covestro）等。

（2）中國(guó)車(chē)用改性塑料市場(chǎng)

目前中國(guó)有上千家企業(yè)從事改性塑料生產(chǎn)的企業(yè)，但規(guī)模以上企業(yè)(產(chǎn)能超過(guò)3000噸)只有70余家，從產(chǎn)能上看，國(guó)內(nèi)企業(yè)占據(jù)73%左右，國(guó)外或合資企業(yè)占比約為27%，但從市場(chǎng)占有率情況來(lái)看，國(guó)內(nèi)企業(yè)市場(chǎng)占有率僅為30%，而國(guó)外企業(yè)市場(chǎng)占有率高達(dá)70%。目前已經(jīng)在國(guó)內(nèi)設(shè)立改性塑料生產(chǎn)基地的國(guó)外大企業(yè)有SABIC公司、杜邦公司、SOLVAY公司、陶氏公司、德國(guó)BASF公司、LANXESS、BAYER、Celanese公司、日本旭化成公司、寶理塑料公司，韓國(guó)三星公司、LG公司、錦湖公司，荷蘭DSM公司等。

進(jìn)一步具體到車(chē)用改性塑料領(lǐng)域，按著2016年國(guó)內(nèi)乘用車(chē)產(chǎn)量2424萬(wàn)輛以及單車(chē)改性塑料用量115千克來(lái)計(jì)算，國(guó)內(nèi)車(chē)用改性塑料需求量為278萬(wàn)噸，市場(chǎng)空間在400億以上（按著每噸1.5萬(wàn)元計(jì)算）。但是相比全球40%的改性塑料用于汽車(chē)行業(yè)，中國(guó)僅10%左右，此外國(guó)內(nèi)乘用車(chē)增速遠(yuǎn)大于全球乘用車(chē)增速，根據(jù)蓋世汽車(chē)研究院的預(yù)測(cè)，到2020年中國(guó)乘用車(chē)生產(chǎn)量將達(dá)到2865萬(wàn)輛（2017年增速6.95%、2018年增速5.15%、2019年增速3.01%、2020年增速4.75%）左右，國(guó)內(nèi)車(chē)用改性塑料發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>

另一方面，2016年10月中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖》指出，到2020年、2025年、2030年，整車(chē)質(zhì)量需比2015年分別減重10%、20%、35%。此外中國(guó)也是全球最大的新能源汽車(chē)市場(chǎng)，2016年新能源乘用車(chē)銷(xiāo)量占到全球的43.7%，未來(lái)幾年將以每年40%左右的速度增長(zhǎng)，到2020年產(chǎn)量將達(dá)到200萬(wàn)輛，新能源汽車(chē)對(duì)輕量化技術(shù)的依賴(lài)更大，因此國(guó)內(nèi)單車(chē)改性塑料用量將會(huì)出現(xiàn)大幅增長(zhǎng)。

保守測(cè)算即使到2020年國(guó)內(nèi)乘用車(chē)單車(chē)改性塑料用量只達(dá)到150kg，市場(chǎng)空間也將接近650億人民幣，2017-2020年的年平均增速將達(dá)到11%左右；如果到2020年單車(chē)用量達(dá)到現(xiàn)在全球平均值170kg，市場(chǎng)空間將超過(guò)700億元，2017-2020年的年平均增速將達(dá)到15%左右；如果到2020年單車(chē)用量追上全球平均值200kg，市場(chǎng)空間將超過(guò)850億元，2017-2020年的年平均增速將接近20%。