橡胶制品在汽车领域的应用

       2007年中国汽车产销量分别为888.24万辆和879.15万辆，同比分别增长22.02%和21.84%。据预测，到2010年年销量将超过1000万辆，平均增长率12%，届时中国汽车保有量将达到9100万辆。这无疑将给与汽车工业相关的橡胶行业，无论是生产供应还是社会维修服务都提供巨大市场。

       橡胶占汽车用材料总重的5%，平均每辆汽车需要的橡胶配件达100200种，数量有200500个。随汽车可靠性、环保、节能要求的不断提高，橡胶材料复合并用、制品结构优化，提高材料的耐热性、耐低温性、耐长期老化性、耐油性、防渗漏性、耐长期疲劳性，并进一步降低成本等已成为汽车橡胶发展的主要课题。氟胶、矽胶、丙烯酸酯橡胶等特种橡胶和耐热弹性体等仍将是未来汽车橡胶发展的主流方向。

       用於汽车的橡胶部件很多，并在汽车系统中发挥不同的作用。除了汽车轮胎之外，胶带用於运动传输，密封件用於支撑径向或往复运动部件，垫片和O形圈用於密封油或燃油，胶管用於输送液体或气体等。用途不同，对所用橡胶的种类、性能等的要求也不同，要根据材料的耐燃、耐油、耐热以及低温柔性和密封能力等来选择使用。有时，同一装置也可能选用不同材料，主要取决於应用温度、燃油和油品的种类以及汽车的设计要求。

       四大应用领域

       汽车用橡胶制品（未包括轮胎）一般可分为四大类：密封；减震、安全制品；传送带；软管。

       密封

       密封系统主要用於阻止液体或其他材料泄露，包括O型圈、回转轴油封、密封条、防尘罩、平面密封垫等。有时用金属、塑料或织物制造密封件，但更多的是使用橡胶。上世纪80年代初，美国研制成功的填充聚四氟乙烯复合材料油封，成功解决了发动机漏油、漏水问题，同时极大提高了汽车技术性能。当发动机和传动系统使用石油系列润滑油时，密封材料一般选用丁橡胶（NBR）、丙烯酸酯橡胶（ACM）、矽橡胶（VMQ）或氟橡胶（FPM）。

       发动机用油要求寿命长、粘度低（节油）、高温下润滑平稳等，因此通常发动机油含有多种添加剂。HNBR、FPM、ACM在高温下置於含添加剂的油中长时间浸泡後，还能保持较好的强度性能。而氢化丁橡胶（HNBR）在这几种橡胶中对各种添加剂的抗耐性也是的，同时氢化丁橡胶（HNBR）耐热、耐油、耐老化性能优异，是丁橡胶的换代产品，目前在高性能汽车配件中应用日益广泛。长期以来，汽车行业一直用NBR和软木橡胶制造发动机用的垫片，但现在以使用ACM和VMQ为主，以满足耐热、密封能力和压缩耐久性的要求。

       燃油泵膜片是化油器系统中典型的燃油泵结构件。膜片要承受发动机产生的热影响，因此不仅要求在汽油中具有良好的耐久性，同时必须具有较高的耐热性。因为需要耐氧化汽油，对於密封件而言，NBR、HNBR和FPM都可用於减震器、绝缘体和油封，至於选用哪种材料则要根据具体使用温度而定。

       减震

       在汽车减震橡胶制品方面，包括悬置、减振器、安全气袋等。高功能的充液体的发动机垫和轴套，是近年来国外汽车用橡胶制品新产品开发中的代表性成果。高功能的充液发动机垫和轴套，是以橡胶弹性体做流体密封膜，受震动时橡胶弹簧发生变形，从而起到缓冲作用。而橡胶制成的汽车安全气囊是20世纪70年代开始研制，90年代获得推广应用的一项复合型的橡胶新产品，现在不仅在驾驶员座位，而且在助手席上也装用。

       传送带

       在汽车中zui常见的传送带是同步带，用於带动曲轴凸轮同步运转。同金属链条相比，同步带可以有效降低带与链轮的接触噪音，也不需要润滑，而且具有轻量化的特点。同时，由於其柔韧性，也可适用於多轴驱动。在日本，有70%以上的小汽车使用同步带，在欧洲则高达80%以上。

       以前橡胶同步带一直采用氯丁橡胶（CR）覆盖胶。而现今经过大量研究发现，氢化丁橡胶（HNBR）具有更*的性能，因此在汽车用同步带获得了更多应用。HNBR综合性能比CR优胜，在较宽的温度范围内具有稳定的复数模量、较好的低温性能、耐热和耐臭氧性能、优异的耐屈挠性能和良好的耐油性。在胶带功能试验中，氢化丁橡胶（HNBR）同氯丁橡胶（CR）覆盖胶相比，在相同的运转时间下前者的耐热水准高出40℃。同时，HNBR的寿命是CR的2倍。

       软管

       管道是汽车*的主要配件之一，包括水管、汽管、燃油管、空调管、输油管、蜗轮增压胶管和加油管等。

       由於汽车的体积有限，连接各种设备的管道都必须多次弯曲，橡胶的耐屈挠性和柔韧性非常好，因此，在汽车中使用的管材大部分都是橡胶软管。如现在广泛使用ACM和AEM制成的润滑油散热器胶管和机油散热器胶管，具有优良的耐热性；空气输送管和进气管必须具有良好的屈挠性、耐候性、减震性、耐真空塌陷性和耐油性，多种弹性体（如CR、NBR/PVC、EPDM、CM、ACM）和热塑性弹性体（如聚酯、聚丙烯与EPDM的共混体）被选用於该用途。

       面临的难题

       在应用不断拓展的同时，汽车用橡胶制品也面临来自性能和环保方面的挑战。

       首先，汽车使用的介质不断更新，对橡胶制品行业提出了新的要求。随汽车发动机的功率越来越大，发动机罩下就越来越拥挤。而流线型的设计又使空气循环变差，以致汽车发动机罩下的温度越来越高，再加上尾气排放要求的提高以及开发新型燃油应对汽油短缺的需要，都要求汽车所用的介质不断改进和更新，这就对汽车橡胶制品的耐热和耐介质性能提出了新的、更高的要求。

       比如汽车空调致冷剂的改变。由於禁用破坏大气臭氧层的致冷剂R12或CFC12，而改用新型致冷剂R134a，同时对空调系统的润滑剂也进行了相应的调整，所以，原用於R12致冷剂的橡胶材料就不能适应R134a的要求了。而且，今後的致冷剂要进一步发展为二氧化碳致冷剂，届时还可能对橡胶材料作新的调整。

       再如汽车制动液的改变。用於醇型制动液（篦麻油/乙醇或丁醇）的橡胶制品（制动皮碗、制动胶管等）基本上采用天然橡胶，但是近年来国内外开始大量使用合成制动液，天然橡胶已经无法满足性能要求。

       此外，环保政策对汽车橡胶制品提出了更为苛刻的要求。其中以欧盟的限制zui为严格，要求汽车实现低排放甚至*，迫使进一步提高燃油的燃烧效率，导致橡胶制品在更高的强度下工作，传统的橡胶制品往往难以承受。欧盟还规定，自2005年7月1日起禁止在高压胶管和燃油胶管中使用含铅硫化助剂和稳定剂，而替代助剂大多是新型助剂，价格较高，大大增加了橡胶制品的生产成本。