Процес галванизације ABS, PP, PA, PC и других уобичајено коришћених аутомобилских пластика

Према статистици Кинеског удружења произвођача аутомобила, производња и продаја аутомобила у мојој земљи у 2022. години ће достићи 27.021 милиона јединица, односно 26.864 милиона јединица (што је прва земља у свету 14 година заредом), што је међугодишње повећање од 3.4% и 2.1%. Аутомобилска индустрија наставља да расте и развија се, дајући изузетан допринос промоцији економског раста, али такође чини енергетске и еколошке проблеме све озбиљнијим. Истраживања показују да смањење тежине возила може ефикасно смањити потрошњу горива и емисије возила. За сваких 10% смањења тежине возила, потрошња горива може се смањити за 6% до 8%, а емисија CO2 може се смањити за 5% до 6%.

Технологија лаке производње аутомобила може се поделити на три аспекта: оптимизовани структурни дизајн, примена лаких материјала и напредна технологија производње. Међу њима, примена лаких материјала је најдиректнији начин за постизање смањења тежине аутомобила. Пластика има добра својства као што су мала тежина, ниска цена и лако обликовање. Посебно, примена технологије галванизације даје пластици метални изглед и сјај, што ефикасно побољшава декоративна, антикорозивна, механичка чврстоћа и друга својства пластике, што пластику чини популарним избором за аутомобиле. Неметални материјали се највише користе у процесу лаке производње, а постоји тренд „замене челика пластиком“.

Овај чланак представља општу ситуацију са аутомобилском пластиком, сумира примену неколико пластика као што су АБС, PP, PA и PC који се широко користе у аутомобилима, и објашњава њихове поступке галванизације. Наведите референце за даља истраживања.

1. Преглед примене пластике у аутомобилима

Пластика је полимерни материјал углавном састављен од органске синтетичке смоле, која се може обликовати под условима загревања и притиска. Због својих одличних својстава као што су мала тежина, ниска цена, лака обрада и разни површински третмани, широко се користи у унутрашњим деловима аутомобила, спољашњим деловима, структурним деловима и функционалним деловима. Са континуираним развојем технологије лаке конструкције аутомобила, употреба пластике у аутомобилима је нагло порасла.

Међу аутомобилским пластикама, пластике опште намене су релативно јефтине и чине више од 50%, а затим следе инжењерске пластике, које чине око 15%. Специјалне пластике су скупље и њихова употреба је релативно мала. Према истраживачким статистикама, врсте аутомобилских пластика које су у првом плану и погодне су за галванизацију укључују ABS, PP, PA, PC итд.

2. Употреба АБС-а у аутомобилској индустрији и његово галванизирање

1. Примена ABS-а у аутомобилима

АБС је термопластична инжењерска пластика са широким спектром примене. Пошто АБС пластика има недостатке као што су лоша отпорност на временске услове, промена боје и запаљивост, често се меша са другим полимерима када се користи у аутомобилима за припрему обилнијих модификованих производа, као што су: АБС/ПЦ, АБС/ПА, АБС/ПВЦ пластичне легуре итд. АБС линија за екструзију листова

АБС/ПЦ легура може побољшати отпорност на топлоту и затезну чврстоћу АБС-а, смањити вискозност растопљеног ПЦ-а, побољшати перформансе обраде и смањити осетљивост унутрашњег напрезања производа и ударне чврстоће на дебљину производа. Углавном се користи за унутрашњу и спољашњу декорацију аутомобила, светла аутомобила и друге делове са високом чврстоћом и високом отпорношћу на топлоту;

АБС/ПА легура има отпорност на савијање, добру флуидност и јединствена мат својства, и може се користити у деловима као што су браници, инструмент табле и декоративни панели стубова.

АБС/ПВЦ легура не само да има отпорност на топлоту и ударце, већ има и својства успоравања пламена, самогашења и хемијску отпорност. Углавном се користи у аутомобилским контролним таблама, облогама инструмент табли и другим деловима који захтевају отпорност на пламен.

2. Процес галванизације ABS-а

АБС пластика за галванизацију захтева добру везу између металног премаза и подлоге, а садржај бутадиена треба контролисати на 18% до 23%. Процес галванизације АБС пластике обухвата три фазе: претходну обраду, хемијско позлаћивање и галванизацију. Генерално, главни ток процеса је ослобађање од напона → уклањање уља → храпавина → редукција хексавалентног хрома → активација паладијум-калаја → уклањање калај хидроксида → безструјно никловање (или бакарење) → претходна позлаћивања → галванизација, међу којима је површинска обрада пре позлаћивања најважнија. Претходна обрада површине, поједностављење процеса, замена еколошки прихватљивим раствором за позлаћивање итд. увек су биле актуелне теме у истраживањима.

3. Употреба ПП у аутомобилској индустрији и његово галванизирање

1. Примена ПП у аутомобилима

ПП је без мириса, нетоксична, безбојна и провидна термопластична лагана пластика опште намене са добром хемијском отпорношћу, отпорношћу на топлоту, електричном изолацијом и механичким својствима високе чврстоће. Додавање ојачавајућих средстава, средстава за очвршћавање итд. сировинама може променити полимерне компоненте и макромолекуларну структуру или кристалну конфигурацију полипропилена како би се побољшале његове укупне перформансе.

Ако се одређени удео стаклених влакана дода ПП-у, може се добити ПП ојачан стакленим влакнима са већом чврстином и отпорношћу на топлоту, који се често користи у аутомобилским структурним деловима и деловима са високим радним температурама, као што су: усисна цев моторног простора, кућиште ваздушног филтера, вентилатор хладњака итд. Додавање одговарајуће количине талка у праху и калцијум карбоната ПП-у такође може побољшати чврстоћу и отпорност ПП-а на топлоту. Овај модификовани ПП се често користи у оквирима браника аутомобила, инструмент таблама, дефлекторима, стубовима итд.; додавање ПОЕ или средстава за очвршћавање као што је етилен пропилен диен гума (ЕПДМ) може се користити у неким структурним деловима са високим захтевима за чврстином у луксузним аутомобилима.

2. Процес галванизације ПП-а

Са становишта процеса галванизације, ПП се може поделити на обичан тип, тип галванизације и проводни тип.

Обична ПП галванизација има лошу димензионалну тачност и проблематично је огрубљавање. Мора се набубрити органским растварачем пре нагризања и огрубљавања. Уобичајено коришћени органски растварач је ксилен. Након огрубљавања, може се обрадити према сензибилизацији, активацији и другим процесима и процедурама АБС пластике;

ПП за галванизацију се прави додавањем одређене количине пунила као што су ZnO и TiO2 у полипропиленску пластику. Ова пунила се могу растворити током процеса хемијског нагризања и огрубљавања како би се формирала храпава површина и побољшала чврстоћа везивања премаза. За галванизацију ПП, поступак се може извршити и према поступку галванизације АБС пластике, осим што је температуру раствора потребно повећати на 70~80℃ током хемијског нагризања;

Проводљиви ПП се добија додавањем графитног праха са масеним уделом од око 30% у полипропилен. Има добру електричну проводљивост и може се галванизовати према поступку металних делова. Развој ПП-а за галванизацију и побољшање процеса храпавости увек су биле актуелне теме у истраживању процеса галванизације ПП-а.

4. Употреба ПА у аутомобилској индустрији и његово галванизирање

1. Примена ПА у аутомобилима

ПА пластика има добра механичка својства, отпорност на топлоту, отпорност на хабање, хемијску отпорност и самоподмазивање, низак коефицијент трења, одређену отпорност на пламен, једноставну обраду и погодна је за пуњење стакленим влакнима и другим пунилима, побољшава модификацију.

ПА ојачан стакленим влакнима може се користити за пластичне делове и делове мотора у моторном простору; легура ПА/АБС отпорна на високе температуре, користи се у аутомобилским ретровизорима, поклопцима резервоара за гориво, блатобранима итд.; легура ПА/ПППЕ има одличну отпорност на топлоту, чврстоћу, отпорност на пламен, проводљивост и друга својства, и може се користити у аутомобилским централним електричним кутијама, блатобранима, великим преградама, заштитним панелима итд.

2. Процес галванизације ПА

Напрезање обичних ПА радних предмета треба проверити пре галванизације. Метода је да се радни предмет потапа у н-хептан. Ако се пукотине појаве у року од 5 до 15 секунди, напрезање треба уклонити. Напрезани радни предмети могу се ставити у хладну воду и загрејати до кључања. Држати је 3 сата, а затим је полако хладити водом да би се елиминисао унутрашњи напрезање. Процес претходне обраде пре галванизације ПА је отприлике исти као и код АБС пластике, осим процеса храпавости. Развој материјала за галванизацију, заштита животне средине и побољшање процеса су и даље актуелне теме у истраживањима.

5. Употреба рачунара у аутомобилској индустрији и његово галванизирање

1. Примена рачунара у аутомобилима

PC је високомолекуларни полимер који садржи карбонатне групе у молекуларном ланцу. Има карактеристике високе ударне чврстоће, добре отпорности на замор, добре димензионалне стабилности, транспарентности и добре бојености. Међутим, због лоше отпорности на гребање и хабање, често се користи у облику пластичних легура за унутрашњу и спољашњу декорацију аутомобила. На пример, PC/PET и PC/PBT легуре имају високу отпорност на топлоту и ударце PC-а и отпорност на хабање и својства обраде полиестера. Погодне су за израду компоненти каросерије аутомобила, бочних заштитних плоча, оквира врата аутомобила и својстава удара на ниским температурама, као и високи браник.

2. Процес галванизације рачунаром

Процес претходне обраде PC-а обухвата инспекцију унутрашњег напрезања, ублажавање напрезања, третман бубрења, хемијско нагризање и храпавост. Инспекција напрезања подразумева урањање радног предмета у водени раствор са масеним уделом од 70% ацетона и остављање на собној температури 1 минут да би се посматрало да ли се појављују пукотине. Метода ублажавања напрезања подразумева полако подизање температуре на 110~130℃ у пећници, одржавање топлом 2~6 сати, а затим полако хлађење; бубрење подразумева урањање радног предмета у раствараче као што су метанол, етанол, фенол и етар док површина не постане благо бела; хемијско нагризање може се извршити помоћу ABS раствора за хемијску храпавост са високим садржајем сумпорне киселине, али температура треба да буде виша. Такође се може изводити у течностима за храпавост као што су натријум хидроксид, натријум нитрат и натријум нитрит. Припрема легираних материјала и побољшање процеса претходне обраде површине су актуелне теме у истраживању галванизације PC-а.

6. Остале пластике за аутомобилску употребу и њихово галванизирање

Поред горе наведене четири широко коришћене аутомобилске пластике, PE, PET, POM, PPO, PVC итд. се такође широко користе у аутомобилској индустрији. PE има добру изолацију и хемијску стабилност и лако се обрађује. Често се користи у унутрашњим панелима аутомобила, пртљажницима, резервоарима за гориво, омотачима, блатобранима итд.;

ПЕТ има добру отпорност на пузање, отпорност на замор, отпорност на трење и димензионалну стабилност. Модификовани ПЕТ се често користи у оквирима аутомобилских ретровизора, аудио звучницима, оквирима кровних шибери, плафонима итд.; ПОМ има већу чврстоћу од АБС пластике и познат је као „супер челик“ или „тркачки челик“. Има добра механичка својства, изолацију, отпорност на раствараче и обрадивост. Модификовани ПОМ се може користити у аутомобилским вентилима и карданским зглобовима. Лежајеви, ручке, подизачима прозора итд.

ППО је нетоксичан, транспарентан, има ниску релативну густину и одличну механичку чврстоћу, отпорност на пузање, отпорност на топлоту и димензионалну стабилност. ППО/ПС, ППО/ПА, ППО/ПБТ и друге легуре се често користе у поклопцима главчина аутомобила, кућиштима светала аутомобила, кутијама са осигурачима, великим преградама, одбојним јастучићима итд.; ПВЦ има добра електрична својства, отпорност на киселине и алкалије и добру хемијску стабилност. Може се користити у системима против судара аутомобила, тканинама унутрашњих панела врата, површинама и заптивкама инструмент табле итд.

Главна разлика у процесу галванизације горе наведених пластика је претходна обрада и процес храпавости. Све док је процес храпавости погодан за формирање најбоље храпаве површине, сензибилизација, активација, хлађење и галванизација могу се глатко изводити на површини. , овде се неће понављати.

Пластика ојачана влакнима је композитни материјал направљен додавањем влакнастих материјала и тканина пластици или смоли. Постали су важан правац развоја лаких аутомобилских материјала. Пластика ојачана стакленим влакнима (GFRP), такође позната као фиберглас, има предности високе специфичне чврстоће, отпорности на корозију, добрих својстава електричне изолације и лаког бојења. Често се користи у структурним деловима каросерије аутомобила, блатобранима, крововима, браницима итд.

Пластика ојачана угљеничним влакнима има карактеристике високе чврстоће, добре еластичности, отпорности на замор и отпорности на хабање, и углавном се користи у каросеријама, шасијама, точковима итд. луксузних аутомобила. Природна влакнаста пластика користи природна биљна влакна попут јуте и сисала као материјале за ојачање. Не само да имају одличне перформансе, већ су и еколошки прихватљиве. Могу се користити у унутрашњим панелима врата, облогама крова, наслонима седишта, инструмент таблама итд. Влакнима ојачана пластика је базирана на пластици и смоли. Фокус истраживања процеса галванизације је и даље на припреми материјала за галванизацију и побољшању процеса галванизације.

7. Закључак и изглед

Са континуираним развојем технологије лаке конструкције аутомобила, пластика је постала најчешће коришћени лагани неметални материјал. Широка примена технологије галванизације не само да даје пластичним деловима метални изглед и текстуру, побољшавајући естетику и удобност аутомобилских делова, већ и побољшава механичка својства и хемијску стабилност пластичних делова, обогаћујући употребу пластике у аутомобилској индустрији.

Галванизација пластике за аутомобиле промовише замену металних материјала и убрзава процес олакшавања аутомобила. Мешане модификоване пластике и пластике ојачане влакнима се све више користе у аутомобилима због својих одличних својстава. Припрема материјала за галванизацију и побољшање процеса галванизације постаће кључ за развој технологије метализације пластичних површина.