پلاستیک‌ها و پلیمرهای به کار رفته در خودرو
در دوران گذشته، اکثر اجزای خودرو از فولاد ساخته می‌شدند، اما در سال‌های اخیر، استفاده از مواد سبک‌تر نیز رواج یافته است.
در حالی که خودروهای دهه 1950 تقریباً فاقد پلاستیک بودند، امروزه یک ماشین معمولی می‌تواند بیش از 120 کیلوگرم پلاستیک داشته باشد. این مواد به دلیل ویژگی‌های خاص خود، گزینه‌ای جذاب برای صنعت خودروسازی به شمار می‌روند؛ زیرا استفاده از آن‌ها می‌تواند به کاهش مصرف سوخت منجر شود. تحقیقات نشان داده‌اند که هر 10 درصد کاهش در وزن خودرو، می‌تواند مصرف سوخت را بین 5 تا 7 درصد کاهش دهد.
پلاستیک‌ها و پلیمرهای به کار رفته در خودرو نگرانی‌های اقتصادی و زیست‌محیطی کنونی، تولید خودروهای با مصرف سوخت پایین را به یکی از اولویت‌های اصلی صنعت خودرو تبدیل کرده است. افزون بر این، مزایای پلاستیک‌ها در خودروها شامل مقاومت در برابر زنگ‌زدگی، افزایش طول عمر، آزادی بیشتر در طراحی، پتانسیل نوآوری، انعطاف‌پذیری در ترکیب اجزا، ایمنی و راحتی بیشتر است.
خودروهای مدرن معمولاً از انواع مختلف پلاستیک تشکیل شده‌اند که از میان آن‌ها، سه نوع پلی‌پروپیلن، پلی‌یورتان و PVC رایج‌ترین پلیمرها هستند. در ادامه، به بررسی انواع پلاستیک‌هایی که معمولاً در خودروها یافت می‌شود، می‌پردازیم.
مواد پلی‌پروپیلن
پلی‌پروپیلن، که در کاربردهای متنوعی به کار می‌رود، یک پلیمر اشباع شده است که از پروپیلن تولید می‌شود. این ماده بسیار مقاوم است و در برابر حلال‌های شیمیایی، بازها و اسیدها تحمل بالایی دارد. پلی‌پروپیلن به عنوان رایج‌ترین پلاستیک در خودروها شناخته می‌شود و در ساخت سپرها، عایق‌های کابل و الیاف فرش مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مواد پلی‌یورتان
این پلیمر به خاطر خاصیت انعطاف‌پذیری، مقاومت در برابر حرارت و سایش معروف است. پلی‌یورتان می‌تواند به اشکال نرم یا سخت تبدیل شود. مقاومت فوق‌العاده آن در برابر شرایط جوی، تابش و حلال‌ها، آن را برای کاربردهایی چون لاستیک و بوش‌های تعلیق مناسب می‌سازد.
استفاده از آکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS) در صنعت خودرو
PVC حدود 16 درصد از کل پلاستیک‌های به کار رفته در خودروها را تشکیل می‌دهد. این ماده دارای انعطاف‌پذیری عالی، مقاومت در برابر آتش، ثبات حرارتی خوب و براقیت بالا است. پلی وینیل کلراید در تولید قطعات مختلف خودرو از جمله صفحات ابزار، غلاف کابل برق و قطعات درب به کار می‌رود و می‌تواند بسته به نوع نرم‌کننده‌های استفاده شده، سفت یا انعطاف‌پذیر باشد.
استفاده از آکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS) در صنعت خودرو
ABS از پلیمریزاسیون استایرن و اکریلونیتریل در حضور پلی بوتادین به وجود می‌آید. استایرن به این کوپلیمر ظاهری براق و سختی می‌بخشد در حالی که بوتادین به آن انعطاف‌پذیری در دماهای پایین را می‌دهد. این ماده می‌تواند به شکل‌های مختلفی برای افزایش مقاومت در برابر ضربه و حرارت استفاده شود و در تولید داشبوردها و روکش‌های چرخ کاربرد دارد.
استفاده از پلی اتیلن (PE) در صنعت خودرو
این پلاستیک شفاف دارای مقاومت عالی در برابر مواد شیمیایی و الکتریکی است و فرآیند ساخت آن ساده است. اما در برابر نور UV مقاومت کمتری دارد و معمولاً در تولید محفظه‌ها و نمایشگرهای تجهیزات به کار می‌رود.
استفاده از پلی اتیلن (PE) در صنعت خودرو
پلی اتیلن دارای انعطاف‌پذیری خوب در برابر ضربه و چگالی پایین است. این ماده می‌تواند در تکنیک‌های مختلف پردازش ترموپلاستیک استفاده شود و به ویژه در مواردی که نیاز به مقاومت در برابر رطوبت و هزینه پایین باشد، بسیار کارآمد است. از پلی اتیلن برای ساخت بدنه خودرو و عایق الکتریکی تقویت شده با شیشه استفاده می‌شود.
مزایای به‌کارگیری پلیمرها در صنعت خودرو
به‌طور سنتی، مواد ترموپلاستیک و الاستومرها، از جمله پلی پروپیلن (PP)، پلی اتیلن (PE)، پلی آمید (PA) و پلی الفین ترموپلاستیک (TPO)، در تولید اجزای مختلفی مانند پنل‌های کنسول، صندلی‌ها، تسمه‌ها، واشرها، چسب‌های مهروموم و لاستیک‌ها به‌کار می‌روند. همچنین، کامپوزیت‌های ترموست نظیر پلاستیک‌های تقویت شده با الیاف کربن (CFRP) و پلاستیک‌های تقویت شده با الیاف شیشه (GFRP) به‌طور فزاینده‌ای در ساختارهای اتومبیل مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما این پرسش مطرح است که پلیمرهای مهندسی که در قطعات پلاستیکی خودرو به‌کار می‌روند، چه ویژگی‌هایی باید داشته باشند؟
از مزایای استفاده از این مواد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
– افزایش ایمنی و راحتی
– بهبود راندمان سوخت
– انعطاف‌پذیری در ادغام اجزا
– ارتقاء فرآیند طراحی
– کاهش وزن کلی خودرو
استفاده از پلی‌آمیدها (PA) در صنعت خودرو
پلی‌آمیدها یا نایلون‌ها، شامل انواع مختلفی مانند PA6 GF30، PA66 GF30، PA6 و PA66 هستند که عمدتاً در تولید قطعات موتور و اجزای جانبی خودرو به‌کار می‌روند. به‌دلیل مقاومت بالای حرارتی، نایلون‌های تقویت شده با الیاف شیشه بیشترین کاربرد را در قطعات موتور دارند. ویژگی‌های نایلون با افزودن الیاف شیشه به‌طرز قابل توجهی بهبود می‌یابد، از جمله استحکام، دقت در تولید و پایداری ابعادی. همچنین، برخی از انواع نایلون به‌راحتی قابل بازیافت بوده و از قیمت مناسبی برخوردارند. این ویژگی‌ها باعث می‌شود نایلون به گزینه‌ای مناسب برای استفاده در اجزای جانبی موتور تبدیل شود.
نتیجه گیری
پلاستیک‌ها و پلیمرها به عنوان مواد پیشرفته، نقش بسزایی در صنعت خودروسازی ایفا می‌کنند. این مواد با ویژگی‌های منحصر به فرد خود، از جمله سبکی، مقاومت در برابر زنگ‌زدگی و قابلیت شکل‌پذیری، به طراحان خودرو این امکان را می‌دهند که به راحتی به ایده‌های خلاقانه خود جامه عمل بپوشانند. از قطعات داخلی مانند داشبورد و کنسول گرفته تا اجزای خارجی نظیر سپر و گلگیر، پلاستیک‌ها در همه جا حضور دارند و به بهبود عملکرد و زیبایی خودرو کمک می‌کنند.
همچنین، با توجه به ضرورت کاهش وزن خودروها برای افزایش کارایی سوخت و کاهش آلایندگی، استفاده از پلیمرهای پیشرفته به عنوان گزینه‌ای هوشمندانه و اقتصادی مطرح شده است. به این ترتیب، پلاستیک‌ها نه تنها به بهبود عملکرد خودروها کمک می‌کنند، بلکه به حفظ محیط زیست نیز توجه ویژه‌ای دارند.
