1車用非織造材料市場大

    汽車工業是纖維材料的一個具有巨大潛力的市場，盡管在汽車所用的原材料中按重量計纖維材料僅占3%。如今在汽車中應用的基于非織造材料的零件已超過40種，從空氣和油的過濾介質到內飾材料等，內飾非織造材料包括聲、熱絕緣材料，結構件以及裝飾件。模壓成型的非織造內飾件包括門內飾、行李艙蓋板、車頂、車廂襯墊、座椅靠背等。
    1997年，生產一輛轎車平均僅需1平方米非織造材料，今天則需20平方米非織造材料（重15~20公斤），而且用量還在繼續增加。汽車中不同應用部位占用非織造材料的比例（按面積計）分別為：吸音、隔音、隔震襯墊材料17%，地毯43%，車廂襯墊13%，發動機罩襯墊10%，座椅6%，車頂內飾6%，后艙蓋板3%，車門內飾1%，其他1%。
    據大眾汽車公司統計，僅高爾夫車型每天使用的汽車用紡織內飾材料就達10萬~15萬平方米（日產高爾夫汽車5000輛，每輛車用20~30平方米），其中多數為非織造材料，尚不包括如纖維增強塑料板基材、吸音材料等內含的非織造材料。在日本系列汽車中用非織造材料做車頂表面的裝飾已非常普通，日本國內達到70%，在歐洲達到50%，在北美由于非織造材料優異的可成型性受到了廣泛的關注，預測其市場亦將進一步擴大。

2主要車用非織造材料

    汽車用非織造材料所用的纖維包括聚酯纖維、聚丙烯纖維、玻璃纖維、碳纖維和天然纖維（如再生棉纖維、亞麻、大麻、黃麻和劍麻纖維等）。

2.1 聚酯纖維

2.1.1 PEN

    由于新型聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）纖維具有極其優異的物理機械性能和廣泛的用途，引起了眾多化纖制造廠商的濃厚興趣，紛紛投資建設PEN纖維制造廠，并進行新產品的開發，如杜邦、帝人、東麗、東洋紡、伊斯曼、ICI（帝化）、赫司特等公司均處于領先地位。PEN纖維比PET纖維具有更多的優異性能，模量高，尺寸穩定性好，不變形，彈性足，剛性好，在產業用紡織品方面前景十分看好，目前主要用于：⑴汽車防沖撞充氣安全袋。這種安全袋折疊后體積小、重量輕、強度高、阻燃性能好，由PEN纖維制織的織物可滿足此要求；⑵輪胎的骨架材料。由于PEN纖維具有較大的回彈性和剛性，能夠滿足對橡膠骨架材料的耐高溫性、抗疲勞性、抗沖擊性、粘結性和抗蠕變性的要求，因而將成為替代鋼絲、PA66、PET等的理想材料；日本的東洋紡與帝人公司合作，采用復合紡絲工藝和技術，已經開發出PEN/PET皮芯型復合纖維，它具有性能優異、成本低的特點，用于骨架材料輪胎簾子線時，與橡膠的粘結性非常好，也可用于制織汽車椅罩、安全保護帶等。

2.1.2 乙烯基酯樹脂

    乙烯基酯樹脂是采用環氧樹脂與不飽和酸反應制成的，使其具有類似于環氧樹脂的力學特性的同時，更具有不飽和樹脂的工藝特性。由于環氧乙烯基酯樹脂以其具有的足夠的機械強度和剛度、耐熱循環、耐腐蝕的獨特性能，更好地滿足了高品質FRP產品的要求。
    美國福特四輪驅動Aerostar橫梁是采用FRP部件設計制造的。多功能車的前橫梁/橫向彈簧，這一體化構件雖小但結構復雜，且可承受高載荷，只需用螺栓將其固定在車上。由于結構強度、剛度、耐久性和懸掛等性能要求，所以采用的材料主要是玻璃纖維增強材料和乙烯基酯樹脂，制造工藝為RTM。在六個裝附件處和緩沖塊安裝處，由鋼嵌入件增強以承受很高的壓縮載荷。結構本身由聚氨酯泡沫芯材和變厚度的復合材料蒙皮組成。其他裝附件處如低位懸臂梁處則采用玻璃纖維織物增強。除了轉向架，減震器、低位控制臂和緩沖塊外，橫梁還在兩個裝附件處支撐橫向片簧，此設計是基于路面坑洼沖擊（3g）、急轉彎（1g）、大前輪加速和制動1g的組合作用。剛度和耐久性要求的依據是原有鋼結構件。該構件重27kg，而同樣的鋼構件重33kg。
    目前，國內幾家主要的汽車FRP部件生產商將我們的模具乙烯基酯樹脂應用到FRP汽車部件的模具制作和制品上，有手糊模具、RTM模具、真空吸塑模具、聚氨酯發泡模具，他們的產品主要應用于亞奔、大眾、依維柯、大宇、凱斯鮑爾等車型上。

2.1.3 芳綸

    芳綸是一種高科技特種纖維，它具有優良的力學性能，穩定的化學性質和理想的機械性質。它的全稱為“芳香族聚酰胺纖維”。芳綸在汽車上的應用量年增長率接近10%。摩擦材料是大的芳綸市場，大多用在汽車的制動系統上。2002年摩擦材料消耗了芳綸總銷售3.1萬t中接近35%的份額。工業化中摩擦材料中使用芳綸的量占有很大的比率，而發展中在摩擦密封材料領域里應用芳綸還剛剛起步，但這些的汽車市場發展迅猛，同時又面臨環境保護，要求開發無石棉摩擦材料。因此，從來看，芳綸的消費量將會有較大的增長。在這個過程中，充分利用芳綸邊角料，既不浪費資源，又不污染環境，是一種具有良好發展前途的方法。

2.2 聚丙烯纖維

    在汽車塑料件所用塑料材料中，聚丙烯是用量大、發展快的塑料品種，其原因不僅是由于聚丙烯材料本身具有密度小、成本低、產量大、性價比高、化學穩定性好、易于加工成型和可回收利用等突出特點，而且還因為該種材料可通過共聚、共混、填充增強等方法得到改性，因而可適合不同的汽車零件的使用性能要求。目前可用于汽車零部件的聚丙烯材料已有多個牌號的品種，可分別作為汽車保險杠、儀表板、方向盤、車門護板、發動機冷卻風扇以及車身暖風組件等多種零部件的材料。
    自增強聚丙烯復合材料（Self-Reinforced Polypropylene Composite,簡稱SR-PP）是一種由高定向性的聚丙烯纖維和各向同性的聚丙烯基材組成的100%聚丙烯片材。SR-PP是繼GMT之后國外新開發應用的一種熱塑性復合材料，它由英國Leads大學研制成功。2002年初，Amoco纖維有限公司在德國Gronau建立了條生產5000t SR-PP的生產線，其生產的產品目前主要用作車底遮護板。SR-PP片材及用其制作的車底遮護板除了具有重量輕和良好的抗沖擊性能外，還具有優異的抗石擊耐磨性。這就使得SR-PP特別適用于車底部件的生產，它使車底部件采用更薄的材料成為可能，從而在減重方面具有更大的潛力。

2.3 玻璃纖維

    目前用于高性能復合材料的玻璃纖維主要有高強度玻璃纖維、石英玻璃纖維和高硅氧玻璃纖維等。由于高強度玻璃纖維性價比較高，因此增長率也比較快，年增長率達到10%以上。
    目前，好的漆面保護方式是玻璃纖維素鍍膜。玻璃素纖維具有高密度的化學特性，使保護膜具備了如盔甲般的高強度及卓越的伸縮性，可有效防護灰塵、酸雨、鳥糞等各類含酸堿物質對車漆的侵蝕，有效提高漆面光潔度、硬度，具有高防護性，超持久性。一次施工可有效護理漆面達2年以上。除了漆面以外，玻璃滑水膜也是雨季必備的護車措施。玻璃滑水膜采用全純氟素環保材料制造，利用氟的排水性，使雨水在接觸玻璃的瞬間變成水珠飛濺滑出，使視線更加清晰，其滑水功效可達半年。
    以玻璃纖維增強的聚丙烯具有較低的密度、低廉的價格以及可以循環使用等特點，目前正逐步取代工程塑料與金屬在汽車儀表板、汽車車身和底盤零件中的應用。在車用玻璃纖維增強塑料中，長玻纖增強聚丙烯（Long Glass Fiber Reinforced Polypropylene，簡稱LGFPP）是倍受人們關注的新品種之一。作為汽車模塊載體材料，該材料不僅能有效地提高制品的剛性、抗沖擊強度、抗蠕變性能和尺寸穩定性，而且可以做出復雜的汽車模塊制品。寶馬2002款Mini Platform車的前端支架采用Stamax LLC公司的30%長玻纖聚丙烯注塑成型的。聚丙烯支架把散熱器、喇叭、冷凝器、托架這樣一些前端部件都整合“懸掛”成為一個零件，從而降低了成本，并且比GMT車的零件重量減輕了大約30%。Dow Automotive公司推出一種將長玻纖聚丙烯與鋼結合在一起的塑料/鋼混合系統，它不采用外覆成型，而是采用DOW公司開發的結構膠黏劑系統。一種叫作低能表面膠黏劑（LESA）的雙組份丙烯酸一環氧樹脂膠黏劑將聚丙烯黏接在金屬上，無需火焰加熱或者電暈處理，也不用刷底層膠。長玻纖增強聚丙烯可作為汽車模塊載體材料。近，新福特Fiesta車型前門模塊也相繼由Owens Coring汽車公司開發成功，該車門模塊集成了多種功能元件，諸如門鎖、車門玻璃升降器、揚聲器、防盜裝置等，采用的載體材料是DSM公司的牌號為StaMax P30YM240長玻纖增強聚丙烯材料。長玻纖增強聚丙烯材料即使經受100℃的高溫也不會產生明顯的蠕變，且比短玻纖增強聚丙烯有著更好的抗蠕變性能。

2.4 碳纖維

    碳纖維具有強度高、模量高、耐高溫、導電等一系列性能。在加裝汽車座椅加熱裝置方面德國諾頓NOLDEN汽車新概念公司將新碳纖維加熱元技術應用上了，任何一款汽車都可以加裝含有這種技術的汽車座椅加熱系統，從而使汽車駕駛更加舒適和提高汽車檔次。與傳統的熱電阻絲座椅加熱技術相比，碳纖維加熱元技術顯示出了更多的優點。傳統的座椅加熱產品由一根以S形或正弦型，由上而下或由左至右波浪般布置在加熱墊上的熱電阻絲組成。如果這根電阻絲在加熱墊的使用過程中任何一處損壞或斷掉，例如由過熱或機械損傷引起，結果是加熱墊大面積不能工作，直至整個加熱系統完全失效。相反，而在碳纖維加熱元技術上，應用了網聯技術。人們在加熱墊的整個加熱區域上并、串聯布滿了許多微小的碳纖維網。如果有一根碳纖維在某處損壞，則結果只是在受損區域上有局部熱損失，而加熱墊其它部分仍然能夠正常工作。這就使得加熱墊可根據所需尺寸的大小進行裁剪，密布或折疊。諾頓碳纖維加熱墊熱載荷明顯小于傳統的電阻絲加熱墊。安裝了此加熱系統的座椅表面平整，能感到座椅的溫暖和舒適，但感不到碳纖維的集中加熱源。相反，由于電阻絲熱載荷大，電阻布線分布稀疏，在加熱墊的整個加熱區域上電阻絲附近溫度高，電阻絲之間溫度低的現象，導致加熱墊溫度分布不均勻的缺陷。長期使用傳統的加熱座椅，熱阻絲紋路在整個座椅上變得清晰可見。與其相比，安裝碳纖維加熱墊的座椅則非常平整光滑，長期使用座椅表面無紋路痕跡。碳纖維加熱墊熱量在整個座椅加熱區域上均勻釋放，溫度分布均勻，并且舒適感強。特別是對皮革座椅面料，這種均勻溫度分布與傳統加熱墊的溫度分布相比較，避免了熱阻絲加熱技術的缺陷，表現出了其獨特的優點；熱阻絲加熱技術對座椅表面進行不同的加熱，它將會使皮革座椅表面靠近熱阻絲之處變干，進而褪色。
     美國Rennworx公司是一家進口多種高級輪圈和零件的公司，已經與Dymag公司達成協議定制進口一整系列Dymag碳纖維滾軸。他們的產品已經應用在很多頂級汽車輪罩拱（wheel arch）上，包括Ascari跑車、Mosler和Koenigsegg。這種新的輪胎與傳統的相比，還能提供很多的動力學好處，比如提高加速度，改善制動效果和操縱感受，允許更好減震設置以及更好的散熱效果等等。國產碳纖維的主要問題是性能不太穩定且離散系數大、無高性能碳纖維、品種單

一、規格不全、連續長度不夠、未經表面處理、價格偏高等。

2.5 天然纖維

    隨著人們保護環境意識的日益增長，各種天然纖維被人們進一步認識而步入汽車部件的領域。目前各汽車工業大國已經開始大量使用天然纖維復合材料，生產的產品有：轎車的門內板、行李廂、頂棚、座椅背板、衣帽架、儀表盤；以及卡/客車的車廂內襯板、門板、頂棚、座椅背板等。天然纖維作為隔熱/音和阻尼材料、特別是作為聚合材料的填充和增強材料，因在重量和成本方面的優勢在汽車內飾件制造中的作用愈來愈大，并已開始了用于汽車外部部件（如擋泥板襯和擾流板等）的嘗試。
    汽車用天然纖維主要是指植物纖維，如洋麻、大麻、亞麻、黃麻和劍麻等麻纖維及椰殼纖維等。與合成纖維相比，天然纖維及其復合材料具有性能優勢。麻纖維生長期短、生長環境要求不高；其生長過程無需農藥和化肥；生長、收獲、加工的能量消耗較小；對二氧化碳的吸收能力強，具有減緩“溫室效應”的作用；生產過程無“三廢”污染、使用過程也無有害的游離化學物質（如近來備受關注的“甲醛”）和微粒（玻璃纖維成分），無需化學膠粘劑，可在一步法成形過程中與基材熱粘合；替代化纖和塑料等人造材料，可節約有限的石油資源；焚燒時無毒物排放、填埋后可生物降解；可再生循環利用；麻纖維復合材料的隔熱、吸音性能好；能量吸收能力好、耐沖擊，無脆性斷裂（對提高汽車的安全性很有利）；燃燒速率低；具有良好的剛度、切口韌性、斷裂特性；低溫性能好。在發生碰撞事故中，與玻璃纖維增強塑料件比，其模壓件不會產生銳利碎片，因而更安全，同時也不像玻璃纖維會引起皮膚及呼吸道過敏反應。
    國外汽車內飾材料開發研究方面重視采用麻類天然纖維。多數韌皮纖維亞麻、洋麻、黃麻和椰殼纖維都可滿足高強、低伸性的要求。采用天然纖維的熱塑性或熱固性模壓件（如車門板等）已成為歐洲轎車的標準配置，作為一種新的加工技術――麻類天然纖維+聚丙烯注射模壓技術在未來幾年中將呈繼續增長的態勢。由美國福特公司參加的英國Qinetig-Led公司的生態型汽車用非織造材料研究項目的目標就是開發用于注塑成型內飾件的天然纖維熱塑性非織造復合材料技術，以減少汽車工業對不可再生原材料的依賴。
    天然纖維也可用于聚氨酯復合材料。1999年款的S級“奔馳”汽車的門內板是個采用這種工藝的，它采用了35%的半硬PUR彈性體和65%的亞麻、洋麻和劍麻混合物。擠出機廠家也在開發將天然纖維直接引入混料頭的設計，從而不需經過制氈過程。1999年歐寶（Opel）的“Zefira”牌微型車的頂棚采用兩層劍麻氈網中間放置PUR發泡材料的方法制成。

3國內車用非織造材料生產情況

    上世紀80年代中期，上海市紡織科學研究院在“七五”和“八五”重點科技攻關項目中，先后研究開發了汽車內飾用非織造材料，如低密度吸音、隔熱、隔震襯墊材料，中、高密度非織造結構內飾件（如車頂內飾、門內飾、后艙蓋板等），上述研究項目現已應用于生產（如溫州環球汽車襯墊有限公司、常熟汽車飾件有限公司），產品達到德國大眾汽車公司標準。國內的一些汽車內飾件廠也通過引進技術與生產線以及自行開發，生產各類汽車內飾件（如針刺模壓地毯、車頂內飾等）。
    目前我國已形成初具規模的一批重點非織造材料生產企業，可滿足汽車整機廠配套所需的各類內飾用非織造材料。去年儀征化纖股份有限公司與大的功能布料用聚合紗線生產商美國UNIFI公司合資成立的儀化宇輝化纖有限公司揭牌成立并正式投入運營。合資后，儀化的長絲產品將歷史性地進入汽車裝飾面料等新領域，產品附加值和市場競爭能力將得到進一步提升。近年來，聚酯發展格局正處于不斷調整之中，聚酯的產業中心向轉移，成為聚酯生產和消費大國。滌綸長絲的發展非常迅速，特別是汽車裝飾面料的發展勢頭良好，市場空間廣闊，對細旦絲及功能性差別化纖維的需求有明顯上升趨勢。據預測，隨著汽車消費高潮的到來，國內以裝飾為主的汽車面料市場也隨之加快發展，市場需求將達800億元。做為美國500強上市公司的UNIFI負責人表示，合資公司要在5年內實現年銷售收入5億美元的目標。雙方共同努力將合資公司打造成國內領先、一流的差別化長絲生產商。
    由西安交通大學與廣東省東方劍麻集團有限公司聯合研制成功“環保型劍麻纖維增強汽車剎車片”，經過權威部門性能測試，剎車片的摩擦系數、磨損率、硬度、沖擊韌性等各項性能均達到標準，專家們一致認為：該種以劍麻作為增強纖維的環保型汽車剎車片產品具有摩擦系數平穩、熱恢復性能好、剎車噪音小、使用壽命長、低成本等優點。同時在生產和使用過程中消除了對人體的危害及對環境的污染，開創了我國汽車剎車片的新時代。目前剎車片的主流增強纖維以鋼纖維、碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維以及其他有機合成纖維等為主。但是，使用單獨一種纖維作為增強材料都存在一些弱點。因此，目前往往采用數種纖維混合增強摩擦材料。劍麻纖維是可再生資源，并能夠自然降解，分解產物無毒無害，摩擦性能優良。經過幾年的研究，科研人員在產品的開發和研究過程中攻克了劍麻纖維應用于汽車制動材料的關鍵技術難題，成功研制出了單純以劍麻纖維增強的汽車用制動材料，這在摩擦增強纖維研究領域也是一個創新。
    2006年3月29日，在盛況空前的國際紗線展覽會上，由煙臺氨綸股份有限公司研制成功，首次亮相國內的高科技纖維――芳綸1313成為整個展會的主角。從而，――昔日美國芳綸禁運的重點對象，如今突出重圍，成功地實現了芳綸1313的工業化生產，并躋身于三大芳綸制造商行列，與美國杜邦公司、日本帝人公司共同掌控芳綸市場。
     與國外的先進水平相比，我國汽車內飾材料的研究和開發工作存在很大差距。汽車內飾非織造材料的研究與開發力度不夠，在環保型材料、輕量化、高強度復合材料、高性能汽車過濾材料以及電動汽車電池隔膜材料等帶有前瞻性，并會影響汽車用材料工業未來發展的重大研究課題方面還是空白。

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