方超

（东风柳州汽车有限公司，柳州 545005）

主题词：高分子材料 轻量化 汽车应用

缩略语

FRP Fiber Reinforced Plastics

CNT carbon nanotubes

STF Shearing Thickening Fluid

STG Shearing Thickening Gel

PE Polyethylene

PP Polypropylene

EPR Ethylene Propylene Rubber

FRP Fiber Reinforced Plastics

TPU Thermoplastic Urethanes

PA Polyamide

CNF Cellulose Nanofibers

1 前言

随着汽车发展、排放标准的提高及人们对汽车安全、燃油经济性的关注，安全、节能、环保已成为汽车研发的热点问题。汽车轻量化是指在成本限制的条件下，为满足汽车的安全性能，采用有效的设计方法，尽可能地降低汽车整车质量，从而起到提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染的作用[1]。世界铝业协会的报告指出：汽车自重每减少10%，燃油消耗可降低6%～8%，排放降低5%～6%。而燃油消耗每减少1 L，CO2排放量减少2.45 kg。燃油消耗量减少不仅有利于节约能源，也可有效减少污染物排放[2]。可见，汽车轻量化是实现节能减排和环保的重要手段和方法。

高分子材料拥有较低的密度和良好的性能，是减轻车体重量的有效途径[3]。在汽车上应用塑料件已达数百个，特别在重型卡车上，塑料和复合材料的应用已超过150 kg[4-5]。这些年，已有较为成熟的轻量化高分子材料（低密度材料[6]、薄壁化材料[7]、微发泡材料[8]、蜂窝材料[9]）及各类常见纤维增强复合材料[10-11]，但在汽车“五化”（智能化、轻量化、电动化、共享化和网联化）要求下[12]，对具有更高轻量化能力的高分子材料的需求也日趋增加[13]。

近年来，通过企业或科研机构的努力，对新型轻量化材料也进行了广泛的研究，主要通过加强材料的强度和/或降低材料的密度来实现质轻高强的性能。虽然这些材料目前还没有广泛应用，但是代表着材料未来轻量化的前沿方向，对未来汽车材料的轻量化具有很好的借鉴指导作用。……