隨著我國(guó)汽車電子工業(yè)的飛速經(jīng)濟(jì)發(fā)展 ,在謀求企業(yè)高質(zhì)量、高性能與獨(dú)特性的同時(shí) ,汽車的安全性可以得到社會(huì)越來(lái)越高的關(guān)注,安全氣囊正成為一種新型國(guó)家汽車的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行特征。第一個(gè)中國(guó)汽車信息安全氣囊在 20世紀(jì) 70年代出現(xiàn)于美國(guó)的通用技術(shù)公司的汽車上 ,隨后 ,安全氣囊裝備的速度在世界市場(chǎng)范圍內(nèi)能夠迅速不斷增長(zhǎng)。安全氣囊從開(kāi)始工作只為駕駛員裝備的前排氣囊快速發(fā)展問(wèn)題到現(xiàn)在的乘客前排氣囊、胸側(cè)安全氣囊、窗簾式安全氣囊、膝氣囊等。在北美洲,最新的豐田汽車數(shù)量最多共裝有 12個(gè)安全氣囊。由此我們可見(jiàn) ,汽車的安全氣囊系統(tǒng)已進(jìn)入到了一個(gè)具有全新的發(fā)展歷史時(shí)期。
除了傳感器、微處理器、氣體發(fā)生器和氣囊外,氣囊蓋也是氣囊系統(tǒng)的重要組成部分。 熱塑性彈性體是氣囊蓋板的主要材料。 用于氣囊罩的熱塑性彈性體主要包括聚烯烴共混型熱塑性彈性體(TPO、TPV)、聚氨酯型熱塑性彈性體(TPU)、聚酯型熱塑性彈性體(TPEE)。
安全氣囊蓋有常用兩種材料可以使用。日系車一般使用TPV,歐系車都使用TPEE。TPV一般使用在90A左右硬度,在國(guó)產(chǎn)車中,德系車一般都使用55D硬度的TPEE。而美系車一般使用45-50D的硬度,理論上是40-55D都可以使用。目前 ,汽車安全氣囊蓋板一般采用熱塑性彈性體,主要有 TPV ( TPO ) 、TPU、TPEE。三者由于分子組成及結(jié)構(gòu)的差別 ,使之具有不同的性能。
熱塑性彈性體的共同結(jié)構(gòu)特征是必然含有分子間作用力足夠大的物理交聯(lián)段 (或在高溫下能夠解離的化學(xué)鍵 ) 和自由旋轉(zhuǎn)能力較大的高彈性鏈 段 。物理交聯(lián)段起著分子間化學(xué)或物理的交聯(lián)作用和補(bǔ)強(qiáng)效應(yīng)。材料兼具橡膠的彈性和塑料的可加工性[聚烯烴共混型熱塑性彈性體是一種動(dòng)態(tài)硫化型的熱塑性彈性體( TPE) , 是橡膠[二元乙丙橡膠(EPM) 、三元乙丙橡膠( EPDM) 、丁腈橡膠(NBR)等]與聚烯烴樹脂(主要為PP和PE)共混,在共混過(guò)程中使橡膠與交聯(lián)劑產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)形成只有幾微米的橡膠粒子分散于聚烯烴連續(xù)相中。部分交聯(lián)的共混物稱為TPO,完全動(dòng)態(tài)硫化時(shí),橡膠粒子的凝膠量大于97% ,其動(dòng)態(tài)硫化共混物稱為TPV。
TPU 是由異氰酸酯氨基甲酸酯硬段與聚酯或聚醚軟段反應(yīng)而成的熱塑性橡膠。分子間的氫鍵交聯(lián)和偶極相互作用或聚合物鏈間的光交聯(lián)是導(dǎo)致材料熱塑性的主要原因。隨著溫度的升高或降低,兩種交聯(lián)形式的 TPU 是可逆的。
TPEE是一種含有芳香族聚酯硬段(結(jié)晶相)和脂肪族聚酯或聚醚軟段(連續(xù)相)的嵌段共聚物,又稱聚酯橡膠。TPEE是一種線性嵌段共聚物,其強(qiáng)度來(lái)自于作為連續(xù)相分散在無(wú)定形軟段中的結(jié)晶相或“硬段”的聚酯嵌段。連續(xù)相由軟鏈段和其他不能結(jié)晶的聚酯嵌段組成。整個(gè)彈性體由連續(xù)的無(wú)定形網(wǎng)絡(luò)和部分連續(xù)的結(jié)晶網(wǎng)絡(luò)組成。當(dāng)彈性體受到外力時(shí),應(yīng)力首先通過(guò)連接分子傳遞到晶相。當(dāng)微晶受到應(yīng)力并開(kāi)始取向時(shí),應(yīng)力傳遞到共聚物的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,最終彈性區(qū)承受全部應(yīng)力,共聚物就像交聯(lián)彈性體一樣產(chǎn)生彈性應(yīng)變。