汽车用塑料燃油箱

汽车塑料化是大势所趋，它是基于三个主要理由，一是节能，二是提高功能，三是简化制造工序与工艺。

　　汽车燃油箱是汽车部件中重要的机能件和安全件之一。传统的燃油箱是用金属制作的，由于金属加工的特殊性，成型较困难，且焊接缝处的强度也低，生产合格率较低，在使用中经常出问题。近年来，为了减轻汽车的重量以及降低成本，从金属材料到塑料树脂的转化已引起研究者的广泛兴趣。

　　二、塑料燃油箱的特点塑料燃油箱则可以较好地解决金属燃油箱出现的问题，因为：（1）塑料的成型加工性好，易规模生产，简化生产制造工艺，改进了安全工作状况。

　　塑料燃油箱的重量较金属轻，塑料相对密度仅为金属的1/8~1/7，所以与同体积的金属燃油箱相比较，其重量可大大降低，从而有利于减轻车重，提高车速，节省燃料。据资料统计，车重每减轻1kg则1L汽油可使汽车多行驶0.1km.塑料燃油箱形状设计自由度大，空间利用率高，可以加工成各种复杂形状，有利于充分利用车体的空间，从而可以增加燃油的载重量，提高汽车的续航力，例如PASSAT塑料燃油箱重3.5kg容量51L加安全系数7 L同金属燃油箱相比容量大6L，重量轻1.5kg塑料燃油箱有较好的热绝缘性，在车辆着火时汽油柴油不会很快升温，可延迟爆炸而使乘员在意外事故中增加生存的希望。

　　在欧洲，塑料燃油箱首先由德国大众汽车工业公司于1973年开发成功并大规模生产，车种由PASSAT开始，之后，塑料燃油箱在汽车工业发达的国家，从原料到加工生产设备，发展得极为迅速，成为一门专门的加工行业。

　　三、目前汽车塑料燃油箱成型工艺目前，汽车塑料燃油箱的使用受到广泛关注，进而其加工成型工艺得到广泛的研究和开发。概括起来塑料燃油箱的成型工艺有以下几种。

　　回转成型轻的金属模可安装在回转成型机的机架上进行三维方向旋转，塑料粉加入热模具内，当旋转时，塑料粉不断熔融粘贴在热模具内壁，待完全塑化达到要求厚度后，往模具夹套内注入冷水进行冷却，然后脱模得制品。

　　该法不足之处是很难保证转角处和狭窄断面处壁厚的均匀性。该法所需材料要求受热后在模具内壁形成紧密又均匀的融体。但是具备上述条件的材料却不能符合汽车燃油箱对性能的要求。

　　阳离子聚合（单体浇铸）阳离子聚合法是用己内酰胺单体注入受热回转模具内，阳离子聚合，冷却脱模。其优点是模具造价低，易于喷漆。由于此法只限于浇铸尼龙，不能完全满足汽车燃油箱要求的条件，故通常不采用此法。

　　注塑由于脱模受到限制，采用注塑生产燃油箱需分成两半件，然后再用粘合剂或热熔焊接将两半件粘合成整体。粘合强度往往随材料品种不同而有强弱，又注塑模具要承受高压（60~130MPa）注射，模具结构复杂，制造费用昂贵，以上是缺点。注塑的优点在于获得的成品壁厚易于控制，非常均匀，又在注塑模具内可以装配所需要的嵌件，可将燃油箱箱体与附属零部件注射组熔成一体。

　　真空吸塑成型将塑料板材加热用真空吸塑成型制成燃油箱两半件，然后再用粘合剂或热熔焊接将两半件粘合成一整体。它与注塑不同处：前者不能制成形状结构复杂的箱体而且无法在成型时装配各种嵌件，又模具多为铝合金材料，强度要求相对低，结构简单，因而造价也低。缺点是也存在粘合问题。

　　中空吹塑探索和比较各种塑料燃油的成型工艺，中空吹塑成型是制造燃油箱最佳成型方法。目前塑料燃油箱主要采用此法。燃油箱中空吹塑成型时，物料连续加热熔融挤出，送进蓄料器中储存，再通过模芯模套由上往下挤出形成型，用两半片（哈夫）模具将型坯夹紧，然后往型坯内鼓气吹胀贴牢模腔内成型，经冷却脱模得成品燃油箱。该方法是最佳成型方法，既可以大规模生产，又简化了生产工序，也不存在粘接问题。

　　四、目前常用的阻隔性塑料、塑料燃油箱用料及加工工艺不是所有的塑料都适宜于制造汽车燃油箱，首先材料必须能长时间承受高温与低温交变负荷，甚至能承受一40°C下的骤然变形经测试必须符合安全技术条件和政府颁布的标准，还要有非常好的阻渗性。按照国际标准，现在汽车油箱的渗油量每天不超过2g以后逐年减少，所以必须选用有阻隔性的塑料来作汽车燃油箱。常见的阻隔性树脂47有：聚偏氯乙烯（PVDC）、乙烯一乙烯醇共聚物（EVOH）、聚丙烯腈（PAN）、聚酰胺（PA）、聚酯（PET）、新型尼龙（MXD6）、液晶OCP）和含氟塑料等，其中液晶和含氟塑料不仅成本高而且加工也比较困难；聚偏氯乙烯虽然具有高度的阻气性、耐蒸煮性、透明性、耐化学腐蚀性，热收缩性小，安全卫生和成本低等优点，但其熔点（200C）与分解温度（210°C）相近，成型加工十分困难，经济价值不大；EVOH虽然在干态和常温下有比PA和PVDC好的阻隔性，但是由于其禚性不够而不具备单独作为包装材料或容器的物性，必须与其他塑料复合；尼龙和其他阻隔性聚合物相比，具有低温和高温使用性能优异、力学性能好，在高温、高湿度下其阻隔性优于EVOH和PVDC的特点，因此作为高分子阻隔材料越来越得到广泛应用。考虑阻隔性、加工性及成本，通过一系列试验与尝试，高分子量、高密度聚乙烯非常适宜于制造汽车燃油箱，但其阻隔性不好，渗油率比尼龙高得多。其优点是：在低温甚至一40C下仍不失其禚性，易于吹塑成型，易于摩擦焊接、热元件焊接、高频焊接、以及热空气焊接，由于密度小，所以塑料燃油箱重量远轻于金属。但是聚乙烯的阻油性差，使其受到了限制。目前，常用的聚乙烯塑料燃油箱主要采用以下生产方法8 10来提高和改善中空容器阻隔性：内壁进行表面处理的单层塑料燃油箱的方法，常用方法：①环氧喷涂法，此法较落后，效果也差，现已基本被淘汰；②磺化（2气体）处理法，该法较成熟，美国、日本等国家迄今仍在使用；③氟气（2）处理法，该方法是在吹塑成型过程中，同时向油箱内部吹入含有1%氟的氮气，使其油箱内层形成防燃油渗透的含氟层。氟化处理是在整个正常吹塑成型周期内实施的，通过由氟原子取代聚合物链上的氢而使容器的内表面发生化学变化，即在极性、内聚能、密度和表面张力方面发生变化，这种变化降低了湿润、扩散和最终的非极性液体的挥发。由于这种变化仅发生在表面（深度为5~10nm）所以抗张、冲击强度均没有发生明显变化。经氟化处理后，油箱的渗透汽油量降低效果比较显著，可由16g/24h降至0.5g/24h.但是，上述三种方法中的后两种方法，均要造成公害，引起环境污染，不宜采用。

　　（3）另一种途径是采用多层共挤技术，即HDPE层、粘结层、阻隔层（PA或EVOH）、粘结层、HDPE层5层共挤出成型，其中阻隔层用的是具有阻隔性的树脂如尼龙或乙烯一乙烯醇共聚物等；粘结层用的粘结剂对阻隔材料和HDPE有较强的粘结力、良好的粘结耐久性能和加工性能；HDPE作为内层和外层，起成型、强度、骨架等作用。该方法的优点是：成品质量优良，特别是抗燃油渗透性能优异。但这一方法对设备要求高，工艺控制困难，要求专用的多层中空吹塑成型机。现在，塑料燃油箱已广泛用于汽车上，国产与国外同类产品的性能比较见表1.五、目前塑料燃油箱的检测把原料吹塑成型制成塑料燃油箱成品，根据实物对燃油箱进行检测，美国和欧洲对汽车塑料油箱制订了严格的技术标准。目前常用的检测项目如表2.表1国产塑料燃油箱材料与国外同类产品的性能比较表2常用的汽车燃油箱检测项目检测项目要求指标摆锤冲击尖锤冲击燃烧试验箱体内注满冷冻液在一35°C环境中放置12h用1t重的摆锤冲击能量为4k冲击后箱体不出现裂纹不泄漏箱体内注满冷冻液在一40°C环境中放置12h用14 7N尖锤冲击能量为30，冲击后箱体不出现裂纹，不泄漏箱体内注满50%燃油，置于直接、间接火焰上120s箱体不破裂和爆炸坠落试验箱体内注满冷冻液在一40°C环境中和常温放置12h由10m高度自由落下，箱体不破裂不泄漏耐热性试验在95°C的环境中加热1h，无泄漏变形耐冷热交变循环试验按80°C（16h）―室温（1h）――40°C（6h）―室温（1h）为一个循环，共14个循环后无泄漏变形耐老化性试验耐压试验耐振动性试验气密性试验渗透试验大气中暴露一年半后，性能无显著下降箱体内注满液体，在0.03MPa的压力，53C下，加压5h箱体不破裂、不泄漏常温、振动加速度28.4m/s2、振动频率33.3Hz振动方向和时间：上下（4h），左右（2h），前后（2h），不破裂、不泄漏常温，充以0.03MPa（表压）的气压持续30s不得有任何渗漏现象产生箱体内注入50%含芳香烃的燃池在十40°C温度环境中8周，按西欧、日本标准平均泄漏<20d；北美、美国标准泄漏<2g/d六、汽车用塑料燃油箱的现状及前景汽车用塑料燃油箱始于20世纪70年代的欧洲，开发得最早的国家当属德国和美国，多用于轿车中，但客车和载货车上的用量也不断扩大。国外，塑料燃油箱已步入成批规模化生产。近年来，由于我国汽车的迅速发展，引进了多项整车及零部件制造技术，大大地促进了我国汽车工业的发展和轿车制造技术的进步，缩短了同世界先进国家汽车工业的差距。就塑料燃油箱而言，均已逐渐采用塑料燃油箱代替金属燃油箱，并在国产化的工作中取得了较好的成就。但是，同国外先进水平相比，我们的汽车用塑料燃油箱还存在较大差距。为了适应汽车国际市场的竞争，大力开发和推广塑料燃油箱的技术，已成为我国汽车工业发展中必须引起重视和亟待解决的课题。随着世界汽车的迅猛发展，以及防止大气污染等，美国环保局提供了新的严格的对烃的渗透极限，要求碳氢化合物的排放量低于0.2g/24h，预达此要求必须采用具有高阻隔性的燃油箱，鉴于油箱的生产情况，多层共挤出的塑料燃油箱比较好。

　　展望未来，塑料燃油箱在汽车上的应用有着广阔的前景，广泛使用多层复合塑料燃油箱替代金属燃油箱和单层塑料燃油箱将成为21世纪世界汽车工业发展的趋势。（002年3月9日收到）戚嵘嵘副教授，上海交通大学化学化工学院，上海200240周持兴教授，上海交通大学化学化工学院，上海200240 1丁浩。塑料工业实用手册，1996859―9132我国汽车用材料的现状及发展（国家教委蓝皮书）3颜发清。汽车研究与开发，19995：36―434何祚云，熊远凡杨月辉。中国塑料，1996；1017―245陈鸣才。高分子材料科学与工程，1987；：46―496杜强国。高分子材料科学与工程，1991；7：28―307雷景新，徐僖。高分子材料科学与工程，1998；14：97―99肪病毒病研究进展孟祥兵①章静波②汪敏（①蔺瑞明①（①中国农业大学植物保护学院，②中国医学科学院中国协和医科大学基础医学研究所）朊病毒病即海绵状脑病，是人和动物中的一类致死性中央神经系统疾病，本文介绍了近几年来在朊病毒病的致病机制及其诊断技术和防治策略方面的一些研究进展。

　　在南太平洋有一个由大小600多个岛屿组成的美丽鸟国。她南望澳大利亚，西邻印度尼西亚，这就是巴布亚新几内亚。岛上气候宜人，大部分属热带雨林气候，这里有10⑴多个民族，除白人、华侨外，全境主要民族是巴布亚人和美拉尼西亚人。他们有各自的风俗与传统，其中居住于福禄山区的福禄人有一种骇人听闻的风俗，出于传统的宗教仪式，死者的头颅被剖开，人们食其脑髓，或噬其肌肉。20世纪50年代，一支以美国医生和病毒学家盖达塞克为首的科学家惊奇地发现，该部落流行一种被当地土著称为“库鲁”的“笑死病”（（ielaughingdeath）。该疾病多以关节疼痛、头痛、乏力、体重下降开始，继之发生行走困难、阔步、手脚颤抖，直至发生不能站立，肌肉抽搐，语言障碍与记忆丧失等症状。多数病人因长期卧床，并发生褥疮感染或肺炎而死。盖达塞克将这种疾病与该部落的宗教习俗联系起来。他对这种“库鲁病”进