橡膠制品在汽車領域的應用

       2007年中國汽車產銷量分別為888.24萬輛和879.15萬輛，同比分別增長22.02%和21.84%。據預測，到2010年年銷量將超過1000萬輛，平均增長率12%，屆時中國汽車保有量將達到9100萬輛。這無疑將給與汽車工業相關的橡膠行業，無論是生產供應還是社會維修服務都提供巨大市場。

       橡膠占汽車用材料總重的5%，平均每輛汽車需要的橡膠配件達100200種，數量有200500個。隨汽車可靠性、環保、節能要求的不斷提高，橡膠材料復合并用、制品結構優化，提高材料的耐熱性、耐低溫性、耐長期老化性、耐油性、防滲漏性、耐長期疲勞性，并進一步降低成本等已成為汽車橡膠發展的主要課題。氟膠、矽膠、丙烯酸酯橡膠等特種橡膠和耐熱彈性體等仍將是未來汽車橡膠發展的主流方向。

       用於汽車的橡膠部件很多，并在汽車系統中發揮不同的作用。除了汽車輪胎之外，膠帶用於運動傳輸，密封件用於支撐徑向或往復運動部件，墊片和O形圈用於密封油或燃油，膠管用於輸送液體或氣體等。用途不同，對所用橡膠的種類、性能等的要求也不同，要根據材料的耐燃、耐油、耐熱以及低溫柔性和密封能力等來選擇使用。有時，同一裝置也可能選用不同材料，主要取決於應用溫度、燃油和油品的種類以及汽車的設計要求。

       四大應用領域

       汽車用橡膠制品（未包括輪胎）一般可分為四大類：密封；減震、安全制品；傳送帶；軟管。

       密封

       密封系統主要用於阻止液體或其他材料泄露，包括O型圈、回轉軸油封、密封條、防塵罩、平面密封墊等。有時用金屬、塑料或織物制造密封件，但更多的是使用橡膠。上世紀80年代初，美國研制成功的填充聚四氟乙烯復合材料油封，成功解決了發動機漏油、漏水問題，同時極大提高了汽車技術性能。當發動機和傳動系統使用石油系列潤滑油時，密封材料一般選用丁橡膠（NBR）、丙烯酸酯橡膠（ACM）、矽橡膠（VMQ）或氟橡膠（FPM）。

       發動機用油要求壽命長、粘度低（節油）、高溫下潤滑平穩等，因此通常發動機油含有多種添加劑。HNBR、FPM、ACM在高溫下置於含添加劑的油中長時間浸泡後，還能保持較好的強度性能。而氫化丁橡膠（HNBR）在這幾種橡膠中對各種添加劑的抗耐性也是的，同時氫化丁橡膠（HNBR）耐熱、耐油、耐老化性能優異，是丁橡膠的換代產品，目前在高性能汽車配件中應用日益廣泛。長期以來，汽車行業一直用NBR和軟木橡膠制造發動機用的墊片，但現在以使用ACM和VMQ為主，以滿足耐熱、密封能力和壓縮耐久性的要求。

       燃油泵膜片是化油器系統中典型的燃油泵結構件。膜片要承受發動機產生的熱影響，因此不僅要求在汽油中具有良好的耐久性，同時必須具有較高的耐熱性。因為需要耐氧化汽油，對於密封件而言，NBR、HNBR和FPM都可用於減震器、絕緣體和油封，至於選用哪種材料則要根據具體使用溫度而定。

       減震

       在汽車減震橡膠制品方面，包括懸置、減振器、安全氣袋等。高功能的充液體的發動機墊和軸套，是近年來國外汽車用橡膠制品新產品開發中的代表性成果。高功能的充液發動機墊和軸套，是以橡膠彈性體做流體密封膜，受震動時橡膠彈簧發生變形，從而起到緩沖作用。而橡膠制成的汽車安全氣囊是20世紀70年代開始研制，90年代獲得推廣應用的一項復合型的橡膠新產品，現在不僅在駕駛員座位，而且在助手席上也裝用。

       傳送帶

       在汽車中zui常見的傳送帶是同步帶，用於帶動曲軸凸輪同步運轉。同金屬鏈條相比，同步帶可以有效降低帶與鏈輪的接觸噪音，也不需要潤滑，而且具有輕量化的特點。同時，由於其柔韌性，也可適用於多軸驅動。在日本，有70%以上的小汽車使用同步帶，在歐洲則高達80%以上。

       以前橡膠同步帶一直采用氯丁橡膠（CR）覆蓋膠。而現今經過大量研究發現，氫化丁橡膠（HNBR）具有更*的性能，因此在汽車用同步帶獲得了更多應用。HNBR綜合性能比CR優勝，在較寬的溫度范圍內具有穩定的復數模量、較好的低溫性能、耐熱和耐臭氧性能、優異的耐屈撓性能和良好的耐油性。在膠帶功能試驗中，氫化丁橡膠（HNBR）同氯丁橡膠（CR）覆蓋膠相比，在相同的運轉時間下前者的耐熱水準高出40℃。同時，HNBR的壽命是CR的2倍。

       軟管

       管道是汽車*的主要配件之一，包括水管、汽管、燃油管、空調管、輸油管、蝸輪增壓膠管和加油管等。

       由於汽車的體積有限，連接各種設備的管道都必須多次彎曲，橡膠的耐屈撓性和柔韌性非常好，因此，在汽車中使用的管材大部分都是橡膠軟管。如現在廣泛使用ACM和AEM制成的潤滑油散熱器膠管和機油散熱器膠管，具有優良的耐熱性；空氣輸送管和進氣管必須具有良好的屈撓性、耐候性、減震性、耐真空塌陷性和耐油性，多種彈性體（如CR、NBR/PVC、EPDM、CM、ACM）和熱塑性彈性體（如聚酯、聚丙烯與EPDM的共混體）被選用於該用途。

       面臨的難題

       在應用不斷拓展的同時，汽車用橡膠制品也面臨來自性能和環保方面的挑戰。

       首先，汽車使用的介質不斷更新，對橡膠制品行業提出了新的要求。隨汽車發動機的功率越來越大，發動機罩下就越來越擁擠。而流線型的設計又使空氣循環變差，以致汽車發動機罩下的溫度越來越高，再加上尾氣排放要求的提高以及開發新型燃油應對汽油短缺的需要，都要求汽車所用的介質不斷改進和更新，這就對汽車橡膠制品的耐熱和耐介質性能提出了新的、更高的要求。

       比如汽車空調致冷劑的改變。由於禁用破壞大氣臭氧層的致冷劑R12或CFC12，而改用新型致冷劑R134a，同時對空調系統的潤滑劑也進行了相應的調整，所以，原用於R12致冷劑的橡膠材料就不能適應R134a的要求了。而且，今後的致冷劑要進一步發展為二氧化碳致冷劑，屆時還可能對橡膠材料作新的調整。

       再如汽車制動液的改變。用於醇型制動液（篦麻油/乙醇或丁醇）的橡膠制品（制動皮碗、制動膠管等）基本上采用天然橡膠，但是近年來國內外開始大量使用合成制動液，天然橡膠已經無法滿足性能要求。

       此外，環保政策對汽車橡膠制品提出了更為苛刻的要求。其中以歐盟的限制zui為嚴格，要求汽車實現低排放甚至*，迫使進一步提高燃油的燃燒效率，導致橡膠制品在更高的強度下工作，傳統的橡膠制品往往難以承受。歐盟還規定，自2005年7月1日起禁止在高壓膠管和燃油膠管中使用含鉛硫化助劑和穩定劑，而替代助劑大多是新型助劑，價格較高，大大增加了橡膠制品的生產成本。