在乘用車中，塑膠約佔整車重量的10%至15%，而且這一比例還在持續成長。一輛汽車就需要使用超過13種主要類型的塑膠材料來製造數千種不同的塑膠汽車零件，例如車身面板、內裝件、進氣系統和保險桿等。本文將概述汽車中使用的主要塑膠部件。
汽車中的塑膠部件
現代乘用車廣泛使用塑膠零件，涵蓋內裝和外觀裝飾、動力系統以及儀表板和頭燈透鏡等功能組件等各個關鍵領域。為了充分了解這些應用的多樣性及其對車輛輕量化的貢獻，我們應該檢視它們的應用位置和所發揮的作用。
儀表板
儀表板是車輛內裝中最關鍵的功能部件之一，也是結構最複雜的系統。它與座椅和安全氣囊協同工作，保護乘員安全，因此對其造型、觸感、舒適性和乘員保護功能都提出了很高的要求。依表面紋理，儀表板主體可分為硬質儀表板和軟質儀表板。
汽車儀錶板主要由塑膠製成，主要區別在於其硬度。軟質材料是聚氨酯（PU），它相對較輕，並具有更優異的安全性能（能量吸收）和吸音性能。硬質材料是聚丙烯（PP），價格相對較低。高階汽車內裝通常選用聚氨酯。
| 名稱 | 材料 | 公差 |
| 儀表板 | PP/PU | ±0.005“ |
儀錶板罩
儀錶板罩採用注塑成型製程製造，材料包括ABS、ABS/PC和增強型PP。 ABS和ABS/PC難以滿足嚴格的耐熱性要求，且價格高於增強型PP，但它們更容易進行表面處理（例如噴漆、鍍鉻等），以滿足特定的造型需求。增強型PP雖然能夠滿足耐熱性要求，但難以進行特殊的表面處理。材料選擇需要在實際性能要求和成本之間取得平衡。
| 名稱 | 材料 | 公差 |
| 儀錶板罩 | ABS | ±0.005“ |
中央控制檯面板
中控面板位於儀錶板的中心區域，直接影響儀錶板的整體視覺效果。汽車製造商經常透過改變中控面板的造型或表面處理來實現車型的小幅更新或變化，因此需要出色的客製化表面處理能力。由於電子或空調組件需要頻繁維護，中控面板必須易於安裝和拆卸，這就要求其具備一定的強度和韌性。在設計過程中，中控面板通常採用ABS或ABS/PC材料，並進行噴漆、鍍鉻等表面處理。
| 名稱 | 材料 | 公差 |
| 中央控制檯面板 | ABS | ±0.005“ |
手套箱/收納盒
手套箱的主要功能是存放物品和保護乘員的膝蓋。其外觀必須與內裝風格保持一致，有時需要額外的外部處理。手套箱的內外板通常採用改質聚丙烯（PP）或聚氯乙烯/聚苯乙烯共聚物（PC/ABS）射出成型。豪華車型通常會在內部進行植絨處理，以防止存放的物品在行駛過程中發出嘎嘎聲響。手套箱的配件，例如把手、樞軸銷、鎖扣和卡扣，通常採用聚甲醛（POM）製成，這種材料耐衝擊和耐磨損。
| 名稱 | 材料 | 公差 |
| 手套箱 | PP/PC | ±0.005“ |
通風組件
通風口組件由前後導流葉片、通風口外殼/主體、阻尼擋板和旋轉開關組成。汽車空調通風口經常需要調節，並會經歷冷熱氣流的交替變化。因此，通風口材料必須具備高耐熱性、抗衝擊性、柔韌性（韌性）和尺寸穩定性。建議的導流葉片材料通常為PA6或ABS/PC，通風口外殼材料通常為ABS或PP+T（滑石粉填充PP），阻尼擋板結構材料通常為PP+T，密封圈採用EPDM，而旋轉開關組件則建議使用POM或TPO等耐磨材料。
| 名稱 | 材料 | 公差 |
| 通風組件 | ABS /聚丙烯 | ±0.005“ |
門飾板系統
車門內裝板主要分為主體（基板）、嵌板、扶手、裝飾條、地圖袋和揚聲器網罩。主體作為整個車門內飾板的骨架，支撐所有功能性和裝飾性部件，需要足夠的強度和剛性以保持形狀並防止變形。常用材料為聚丙烯（PP）。嵌板的材質與主體相同。出於舒適性考慮，扶手通常採用三層結構：骨架、泡沫層和外層蒙皮。裝飾條考慮到整體造型效果，需要進行表面處理，多採用ABS材料。地圖袋和揚聲器格柵的材質與主體相同。
| 名稱 | 材料 | 公差 |
| 門飾板系統 | PP | ±0.005“ |
保險槓
保險桿系統由前後保險桿組成，是汽車外部零件中塑膠用量最大的零件，約佔整車塑膠總用量的42%。保險桿是一種安全部件，旨在吸收碰撞時產生的巨大能量，最大限度地減少乘員受傷。因此，保險桿必須通過一系列相關的測試和法規，以滿足其外部凸起和碰撞性能的要求。例如，保險桿必須能夠在9公里/小時的碰撞後恢復原狀，並且必須具備抗石擊能力。保險桿材料的選擇必須充分考慮其耐久性、硬度和強度等特性。此外，材料還必須具備能量吸收、抗變形和良好的成型性等特性。因此，材料的選擇對於實現其預期功能至關重要。
前後保險桿通常採用聚丙烯（PP）材料製造。一方面，這種選擇便於加工並降低成本，同時確保保險桿具有足夠的彈性和緩衝/能量吸收能力，從而有效保護乘員免受人身傷害。另一方面，它減輕了金屬保險桿的重量，有助於車輛輕量化。
| 名稱 | 材料 | 公差 |
| 保險槓 | PP | ±0.005“ |
頭燈透鏡
頭燈透鏡的作用在於確保頭燈在長時間使用後亮度不會衰減，並保護光源。這就要求透鏡所使用的塑膠具有優異的成型性、高透明度和足夠的表面硬度。因此，高性能光學塑料，例如聚碳酸酯（PC），憑藉其高強度、抗紫外線、高韌性和優異的透光性能，成為頭燈透鏡的理想材料。
| 名稱 | 材料 | 公差 |
| 頭燈透鏡 | PC | ±0.005“ |
進氣格柵
許多汽車格柵都採用鍍鉻工藝，營造出強烈的金屬質感，但實際上它們也是塑膠材質。進氣格柵的主要功能是冷卻引擎並控制車輛前部的氣流，這對材料的可塑性提出了很高的要求。 ABS塑膠因其高抗衝擊性、易於成型且適合電鍍，是格柵的常用材料。
| 名稱 | 材料 | 公差 |
| 進氣格柵 | ABS | ±0.005“ |
汽車產業中使用的塑膠類型
這些材料主要可分為通用塑料和工程塑料，其獨特的性能決定了它們在汽車內外飾板、動力系統和結構件等領域的具體應用。以下章節將詳細介紹九種關鍵聚合物的物理性能、加工特性和主要優勢，包括聚乙烯 (PE)、聚丙烯 (PP)、聚醯胺 (PA) 和聚碳酸酯 (PC)，展現材料科學在現代汽車中的精準應用。
聚乙烯（PE）
它是一種由乙烯聚合而成的結晶塑料，具有良好的熔體流動性能。低密度聚乙烯（LDPE）採用高壓法生產，結晶度較低，為45%～65%。它具有良好的柔韌性、斷裂伸長率、衝擊強度和透明度。高密度聚乙烯（HDPE）採用低壓法生產，結晶度較高，為85%～95%。它具有更高的機械強度和更高的使用溫度，因此適用於吹塑、注塑和擠出成型各種瓶子、盆、桶、片材、管材和型材。
聚丙烯（PP）
它是一種低密度、耐熱性良好的結晶聚合物。其性能與聚乙烯（PE）相似，但具有更高的成型收縮率、良好的熔體流動性和優異的抗疲勞性能。所得產品具有良好的機械性能、高剛性和表面硬度，尤其具有卓越的抗彎曲疲勞性能。它能夠承受數十萬次的折疊和彎曲循環而不失效，因此非常適合用於製造鉸鏈。其長期使用溫度可達120℃，在不受外力作用的情況下可達150℃。它具有低吸水率和優異的耐化學性，能夠耐受80℃以下的酸、鹼、鹽和多種極性有機溶劑。
聚氯乙烯（PVC）
多種添加劑可加入聚氯乙烯（PVC）樹脂中，以生產具有不同性能的塑膠製品。 PVC是一種非晶態聚合物，其熔體熱穩定性差，加工溫度範圍較窄，且可能腐蝕模具。低溫下，PVC易變硬變脆。柔性PVC常用於汽車設計中，作為密封和裝飾材料。
聚苯乙烯（PS）是一種無色透明的塑膠。 PS是一種無定形聚合物，具有良好的熔體流動性，不易分解，因此具有良好的注塑成型加工性能。其機械性質一般，抗衝擊性較差，跌落或受到重擊時容易斷裂。塑膠零件應具有均勻的壁厚，連接面應採用圓角設計，並避免使用嵌件。塑膠零件中過大的殘餘應力會導致應力泛白和開裂。 PS的熱膨脹係數較大，交替的膨脹和收縮力會導致塑膠零件連接處開裂。
ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯）
ABS是一種由苯乙烯、丁二烯和丙烯腈共聚而成的無定形塑膠。與高抗衝聚苯乙烯（HIPS）相比，ABS通常具有更好的韌性和良好的整體機械性能。它具有適中的熔體流動性，易於注塑成型。其成型收縮率低，從而保證了產品尺寸的穩定性。其使用溫度範圍為-40℃至100℃。 ABS具有良好的化學穩定性、優異的印刷性、染色性、附著力和電鍍性能，以及令人滿意的聲學特性，使其適用於製造音響設備外殼。 ABS常用於製造各種汽車配件和結構件，例如把手、燈罩、汽車儀表板、散熱器格柵以及經過電鍍等表面處理的裝飾件。
聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)
它是一種高度透明的非晶態塑料，俗稱亞克力。亞克力表面硬度較差，容易被硬物刮傷。環境應力開裂是PMMA的另一個缺點。
聚酰胺（PA）
它是一種多組分結晶聚合物，俗稱尼龍。它韌性好、耐磨、抗疲勞，但吸濕性強。其熔點高，熔點範圍較窄。注塑前必須將材料徹底乾燥。由於熔體黏度低，注塑過程中容易出現拉絲和飛邊現象。模具溫度會影響結晶度。塑膠件的成型收縮率高且波動較大，且由於吸濕等因素，成型產品的尺寸可能不穩定。 PA6具有良好的彈性和高衝擊強度，但吸水率較高。 PA66具有高強度和良好的耐磨性。
聚碳酸酯（PC）
聚氯乙烯（PC）是一種無定形聚合物，具有優異的衝擊強度和抗蠕變性，以及良好的耐寒耐熱性能。 PC具有優異的機械和電絕緣性能，以及良好的透明度。模塑產品的收縮率相對較小，因此尺寸精度高。它是繼聚醯胺（PA）之後產量第二高的工程塑膠。 PC的衝擊強度是聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的2～3倍，蠕變性能約為PMMA的10%。 PC可在-100℃至300℃的溫度範圍內長期使用，熱分解溫度高於310℃，且具有自熄性。在室溫下，PC耐稀酸，對醇類、油類和鹽類（甲醛除外）也相對穩定。
聚甲醛（POM）
它是一種高結晶度聚合物，具有優異的物理和機械性能。它耐磨、耐水、耐腐蝕，並具有良好的尺寸穩定性。其熔體流動性適中，熔點範圍較窄，對熱敏感，易分解。玻璃纖維增強可以降低成型收縮率。長時間暴露於大氣中會加速老化。其長期使用溫度範圍為-40℃至100℃。它具有高剛性、高硬度和高彈性模量，並兼具良好的衝擊強度。其比強度和比剛度接近金屬材料，摩擦係數和磨損量低，並具有優異的自潤滑性能。
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