汽車內(nèi)飾耐刮擦測試研究

塑料制品表面有好幾種明顯損壞的方法，其中有尖銳物體的劃痕；磨料摩擦產(chǎn)生的磨損；改變表面性能或光澤的表面損傷；或者鈍化物體輕微刮擦造成的“寫入效果”。　　

目前汽車行業(yè)很多零件涉及熱塑性彈性體，如儀表板、保險(xiǎn)杠（封皮）、雨刮器、安全氣囊蓋、防擦條等，在方便的應(yīng)用這些彈性體材料的同時(shí)，遇到它們的耐刮擦性能不是能很好的滿足要求。

　　根據(jù)汽巴精化的研究員As護(hù) Sharma博士的解釋，材料在壓入力和滑動(dòng)力或橫（側(cè)）向力的作用下發(fā)生屈服，產(chǎn)生延性/脆性破壞從而造成刮痕。在刮痕中，不平的表面產(chǎn)生不均勻的光散射和“刮痕發(fā)化”。

　　改善刮痕性能的解決方法包括盡可能減小聚合物底面粗糙程度和降低刮痕的胎肩，以產(chǎn)生盡可能少的光散射以及盡可能小的刮痕可見度。準(zhǔn)確地測量耐刮擦性能，弄清楚表面破壞背后的材料科學(xué)知識(shí)對于形成改善方案是重要的。

　　檢測表面損害的試驗(yàn)方法有好幾種。一種是五指刮痕試驗(yàn)（five-finger scratch test），它是在不同載荷刮擦后，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)比較刮痕可見度，美國的汽車OEM商們常常要求使用這種方法。

　　而歐洲的汽車行業(yè)廣泛采用的是伊利其遜十字形切口試驗(yàn)（Erichsen cross cut test），它檢測的是刮痕應(yīng)力發(fā)白發(fā)生的顏色變化。美國德克薩斯A&M 大學(xué)（TAMU）聚合物技術(shù)中心的刮痕聯(lián)盟（Scratch Consortium）已經(jīng)開發(fā)出刮痕試驗(yàn)設(shè)備和新的試驗(yàn)方法，zui近已得到美國材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）的批準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)號為D7027-5。該刮痕試驗(yàn)的測試方法所具有的較少主觀性已經(jīng)得到了汽車行業(yè)的肯定。作為聯(lián)盟會(huì)員的汽巴（Ciba）公司正為了能使這三個(gè)方法相互關(guān)聯(lián)起來而積極努力，希望這三個(gè)方法都能在短期內(nèi)得以使用。

提高耐刮擦的方法

1. 采用合適的增韌樹脂

　　在混合型TPO中，通常采用POE、EPDM、TPV（EPDM/PP）來增韌PP，彈性體的加入導(dǎo)致耐刮擦性能的下降。因此選擇合適的彈性體非常重要，通常它們之間耐刮擦性能比較是這樣的：TPV>EPDM>POE。

2. 采用合適的填料

　　1）滑石粉是比較常規(guī)的一種填料，要選擇合適的偶聯(lián)劑、合適的目數(shù)。

　　2）目前硅灰石的應(yīng)用已從工程塑料方面延伸至熱塑性彈性體，添加硅灰石，能改善熱塑性彈性體的耐溫性、提高壓縮變形、改善耐刮擦性能。

　　3）納米材料，如白炭黑，可以提高彈性體材料的壓縮變性、耐磨性、耐刮擦性能，但選擇一個(gè)合適的混合工藝非常關(guān)鍵。

3. 選擇合適的助劑

　　1）硅基添加劑

　　可采用道康寧和瓦克公司生產(chǎn)的超高分子量硅氧烷聚合物或者其母粒，目前國內(nèi)四川晨光生產(chǎn)的硅基添加劑也已經(jīng)普遍應(yīng)用。硅氧烷由于分子量高不會(huì)遷移到表面，因而產(chǎn)生非常好的、長期的耐刮擦性能。

　　2）氟添加劑（PPA）

　　目前杜邦（DuPont）和3M公司都有成熟的氟添加劑推向市場、該類添加劑無色、無味、惰性，能改善聚合物熔融流動(dòng)性及脫模性能，加快擠出速率，zui重要的它能改善耐刮擦性能以及耐磨性。

　　3）爽滑劑

　　如禾大公司的油酸酰胺ER、芥酸酰胺VRX，當(dāng)它們被加入進(jìn)熱塑性塑料中的時(shí)候，會(huì)遷移到聚合物產(chǎn)品的表面或起霜白化，產(chǎn)生一個(gè)臘層，減少了摩擦系數(shù)同時(shí)也降低了刮痕的可見度。缺點(diǎn)就是不是一種真正的“干爽”，不能*改善表面發(fā)粘現(xiàn)象。

　　4）新型非遷移性表面劑

　　汽巴在2005年開發(fā)出*的抗刮擦添加劑Ciba IRGASURF SR 100，只需要加入少量就能大大提高材料的抗刮擦性能。這種性能優(yōu)異的添加劑可用于保險(xiǎn)杠、儀表盤、門板等。