Вес пластмасс и других полимерных материалов в автомобилях в настоящее время составляет примерно 250 кг, что составляет около 25% от общей массы транспортного средства. Общий вес этих материалов будет продолжать увеличиваться, но процентный вес, вероятно, останется прежним из-за увеличения требований к безопасности и комфорту.

Без использования пластика общий вес автомобиля значительно увеличился бы. Европейские производители автомобилей, опережают своих конкурентов в США и Японии в этом отношении, и прогнозируется, что в ближайшие годы вес этого компонента увеличится примерно до 300 кг.

Полимерные компоненты широко используются в автомобилестроении. Их можно разделить на пять основных групп:

• Пластмассы для деталей кузова, внутренней отделки, приборных панелей и фар;
• Пенополимеры для сидений, мягкие элементы безопасности в интерьере, звукоизоляция, крылья и боковые панели;
• Поверхностные покрытия, клеи и герметики для отделки швов и защиты от коррозии;
• Текстильные волокна для внутренней отделки и ковровых покрытий;
• Натуральный и синтетический каучук для шин, опор двигателя, прокладок, приводных ремней и шлангов.

 

Эти группы не все несут несущую функцию, но они помогают свести к минимуму почти неизбежное увеличение веса, так как производители разрабатывают новые модели автомобилей с более сложными конструкциями систем безопасности, требуемыми законодательством.

Особый интерес представляют бензобак, передний и задний бамперы, аккумуляторный отсек, внутренняя панель управления и внешнее освещение. Бензобаки в легковых автомобилях Nissan теперь изготавливаются из многослойного материала нейлон/полиэтилен методом выдувного формования. Горловина затем приваривается. Таким образом, можно придавать сложным формам форму, соответствующую конструкция днища автомобиля. Полипропиленовые материалы обычно используются для изготовления бамперов, которые обладают необходимыми ударопрочными свойствами. Этот материал также используется для изготовления корпусов аккумуляторных батарей.

Компоненты из нейлона, полиэтилена и полипропилена, помимо снижения веса, также могут быть переработаны непосредственно в другие компоненты или использованы в качестве основных материалов в многослойных конструкциях с использованием первичных материалов для обшивки. В настоящее время в Европе установлен целевой показатель повторного использования автомобильных материалов на уровне 8о%, который постепенно увеличивается. Панели обшивки представляют собой сэндвич-структуры на основе ПВХ-оболочек с внутренним наполнением из полиуретановой пены.  Переработка ПВХ затруднена из-за законодательства, запрещающего использование галогенных соединений.

В системах освещения широко используются пластмассовые материалы. Для обеспечения термостойкости в качестве отражателей фар используются термореактивные материалы, которые перед нанесением алюминиевого покрытия покрываются лаком. Стекло по-прежнему широко используется в качестве рассеивателя фар, но в настоящее время наблюдается тенденция к использованию поликарбоната. Его покрывают акриловым или полиуретановым лаком, для предотвращения химического и ультрафиолетового разрушения. Задние фонари представляют собой меньшую проблему в том, что линзы сделаны из акрила, а корпуса и отражатели — из ABS.

Пластмассы, используемые в моторном отсеке, также представляют интерес с технической точки зрения. Помимо снижения веса и стоимости, они обладают износостойкостью и коррозионной стойкостью, а также хорошими электро-, тепло- и изоляционными свойствами.

Современные технологии литья под давлением и преимущества последующей переработки открывают новые возможности при конструировании автомобилей. Области применения этих технологий можно разделить на четыре группы в зависимости от типа среды, с которой контактируют компоненты:

• Горячий воздух;
• Горячая охлаждающая жидкость;
• Горячая смазка;
• Топливная система.

 

Термостойкие нейлоновые материалы армированные стекловолокном, при 35%-ном содержании стекловолокна работают при температуре до 130 °C. Они играют важную роль в таких областях применения, как впускные коллекторы. Замена литого алюминия нейлоновыми материалами позволяет сэкономить 4-5 кг. Такая экономия веса не так велика, как в случае с бамперами или панелями кузова, однако она сопровождается улучшением притока воздуха к двигателю, что повышает его производительность. Это достигается за счет более гладкой поверхности стенок и меньшей теплоотдачи поступающему воздуху.  Коллекторы изготавливаются методом литья под давлением в виде отдельных формованных изделий. В качестве альтернативы, детали, отлитые под давлением, могут быть собраны с помощью сварки трением.

Усиленные нейлоновые накладки также используются для вентиляторов охлаждения, шкивов зубчатых ремней, радиаторных бачков, крышек качалок, крыльчаток водяных насосов, сепараторов подшипников, натяжителей цепи и корпусов топливных форсунок.

Пневматические шины уже используются около 100 лет, и без них транспортная система была бы значительно упрощена, поскольку они являются неотъемлемой частью подвески транспортного средства. Шины должны обеспечивать и поддерживать контакт между автомобилем и дорожным покрытием. Номинальная площадь контакта автомобильной шины с дорогой, так называемое пятно контакта соизмеримо с размером человеческой ладони. Таким образом, баланс между выбором материалов, способом изготовления и рисунком протектора является компромиссным решением, позволяющим добиться хорошего сцепления с асфальтом на мокрой дороге, низкого сопротивления качению и оптимальной скоростью износа. Управляемость, комфорт и уровень шума в салоне автомобиля частично зависят от геометрии шин и рисунка протектора, а также от текстуры дорожного покрытия и конструкции других компонентов автомобиля.

Происходит непрерывное развитие материалов, например, замена армирующего наполнителя из сажи на кремнезем и армирующей стальной проволоки на арамидное волокно. Возможность восстановления протектора шин для коммерческих транспортных средств продолжает вызывать интерес, как и переработка и утилизация автомобильных шин. Как и в случае с термореактивными полимерами, вулканизированные каучуки не могут быть напрямую переработаны как полимеры, но существует технология деполимеризации таких материалов с последующей повторной полимеризацией.