聚合（hé）物具有重量輕和（hé）設計自由（yóu）度大的優點，因此其在汽車行業的（de）應用越來越廣泛。它們（men）從未被視作玻璃的理想材料，但是，由聚（jù）甲（jiǎ）基丙（bǐng）烯酸甲酯（zhǐ）（PMMA）製成的專用模塑料即（jí）將改（gǎi）變這（zhè）一觀點。
每一（yī）克汽車（chē）重量的（de）減（jiǎn）輕都意味著燃料的節省。這一簡單（dān）的（de）關係也是汽車製造商在部件生產過程中用輕質聚合物代替較重的金屬或玻璃的主（zhǔ）要（yào）原因（yīn）之一。重量是傳統動力汽車首要關注的問題，更是（shì）市場份額不斷增長的電動汽（qì）車的關鍵要素。可（kě）持（chí）續發展至關重要，但是性能、功能和設計要求同樣不能忽視。聚甲基丙烯酸甲酯（zhǐ）是滿足這些要求的聚合物之（zhī）一。該材料（liào）目前已成熟地應用於多個汽車領域，如：它被用於製造堅固耐用的尾燈罩和（hé）不透明（míng）的附加車身部（bù）件。此外，它還在其他領域占據了越來越（yuè）多的市（shì）場份額，如：環（huán）境照明和門檻飾條等內飾應用（yòng）。長久以來（lái）被視為（wéi）潛力巨大的一個領域是聚合物玻璃（lí）。
現代（dài）i.oniq概念車的玻璃由創新的Plexiglas模塑料製成（chéng）（圖（tú）片來源：贏創）
這一觀點（diǎn）的前提是，聚合物玻璃在許多方麵都優於玻璃。例（lì）如：由Plexiglas（德國（guó）達姆施塔特的贏創工業股份有限（xiàn）公司生產（chǎn）的一種高（gāo）透明度PMMA）製成的窗板不僅在重量上隻有相同尺寸玻璃替代物的（de）一半，而且（qiě）提供良好的抗斷裂（liè）性、抗（kàng）氣（qì）候性（xìng）和舒適的音響效（xiào）果。除此之外，PMMA玻璃還有一些其他特性：它為汽車設計（jì）師提供（gòng）了增強空氣動（dòng）力設計和驚人外觀（圖1）的新思路。這一多功能（néng）性（xìng）取決於將材料注塑成型為任意三維形（xíng）狀的易（yì）操作（zuò）性。PMMA還是符合汽車功能集（jí）成化趨勢的（de）理想材料：未來，尾燈有可能集成到後車窗上，而（ér）車身頂蓋也許能夠視需要照（zhào）亮汽車內（nèi）部。集成了固定窗板（bǎn）、黑色立柱（zhù）飾板和尾燈的模塊已實現了（le）批量生產。這類組合部件不僅通過減少單個（gè）部（bù）件的數量簡化了生產和物流，而且打造出了比單（dān）獨應用更統一的效果。功能集成的另一個優（yōu）勢是降低安裝深度（dù）和成本。
出色的透明度——即使在極端溫度條件下
Plexiglas目前已是一種標準的（de）原型材料，並已應用於一（yī）些試（shì）點玻璃項目和小（xiǎo）規模生產，但PMMA玻璃量產仍有很長的一段路要走。盡管如此（cǐ），德國聯邦汽車運輸管理局仍授（shòu）予了由衝擊改性鑄型Plexiglas製成的不同厚度（dù）的頂部、尾部和側窗單片麵板ECE R43認證。但是，由於這些鑄型Plexiglas產品具有較高的分子量，它們無法（fǎ）用作（zuò）模塑料來進（jìn）行簡（jiǎn）單的熱塑加工。
圖（tú）1 由Plexiglas製成的玻（bō）璃使設計師能夠自由發揮其創造力
對它們而言（yán），傳統的衝擊（jī）改性模塑料迄今為止仍不如玻璃的主要原因是，它們在極端低溫或高溫的條件下將不再透明（míng）並變得輕微模糊。這（zhè）一（yī）結果由改性劑顆粒造成，其初衷是為（wéi）又硬又脆的PMMA帶來較高的衝擊（jī）強度。顆粒和聚（jù）合物基質的折射率隨著溫度的變化而發生輕微變（biàn）化。極端的溫度變化凸顯了折射率（lǜ）的差異（yì），引起了（le）內部光散（sàn）射（shè）的變化，並導致模（mó）製件變得模（mó）糊不清。這一結果隨（suí）溫度（dù）而變（biàn）化並且具有可逆性，因此更易於在鑄（zhù）型高分（fèn）子PMMA製劑情況下進行控製。所有已知的衝擊改性PMMA模塑料都證（zhèng）明了這一點。
目前，憑借一種全新的技術，贏（yíng）創已研發出了（le）名為Plexiglas Resist AG 100的PMMA玻璃模（mó）塑料。它不僅能夠（gòu）在極端（duān）溫度條件下保持清晰透亮，而且不易磨（mó）損。這種全新的專用模塑料適用於所有熱（rè）塑性加工，其性能特征也（yě）根據汽車行業的要求進行了（le）優化（huà）。
在極端溫度變化條件下保持清晰透亮並不是汽車製造商對玻璃光學性能的唯一要求：它還需要為駕駛（shǐ）員提供清（qīng）晰（xī）的（de）視界並不受任何反射光的幹擾。這一要求對一些聚合（hé）物產生了困擾（rǎo）。例如：注塑成型的聚碳酸酯玻璃因應力雙折射（shè）存在光（guāng）學（xué）畸變的問題，這主要與材料本身的特性有關。相（xiàng）比之下，贏創（chuàng）最新的玻璃（lí）專用模塑料的分子結構具有非常低的應力雙折射，相較於之前曾用於玻璃（lí）製造（zào）的熱（rè）塑性塑料更（gèng）勝一籌（chóu）。
連續使用不易磨損（sǔn）
汽車玻（bō）璃不僅要具有（yǒu）視覺衝擊力，同時還要堅固耐用。畢竟（jìng），汽車一直在連續使用並承受（shòu）著各（gè）種壓力。例（lì）如：在高速公路上，高速（sù）行駛的車輛拋起的細小的石塊有可能會損壞玻璃，甚至在最壞的情（qíng）況下將乘客的生命置於危險之中。最新的（de）PMMA玻璃模塑料的卻貝衝擊強度（dù）是120千焦（jiāo）耳/平方米，幾乎是標準的未改性PMMA的七倍。它不僅可以降低事故的風險，而且（qiě）可以有效地保護車輛乘員（yuán），防止未經授權人員從外部進入車輛。玻（bō）璃必（bì）須不易破損，並且不易產生劃痕。在所有熱塑性塑料裏，標準（zhǔn）PMMA即使在未塗（tú）覆狀態下也（yě）擁有最高的表麵硬度。因為玻璃對耐刮擦性（xìng）的要求特別高，Plexiglas在（zài）應用過程中（zhōng）也（yě）必須經過合適的塗裝加工。但是（shì），一步塗裝的唯一目的是提高其（qí）良好（hǎo）的耐刮擦性。此外，與其他熱塑性塑料不（bú）同，Plexiglas本身具備抗（kàng）紫外線和防風化的（de）特性，而非耐候性熱塑性塑料則需要經過兩步塗裝加工。二次塗裝賦予的耐候性不僅損害了塗層的機械性能，而且增加了（le）塗層的成本。最新的Plexiglas Resist AG 100對應的一步塗（tú）裝係（xì）統已通過這方麵的測試並滿（mǎn）足ECE R43要求。
增強的耐熱性
對它們而言，上述性能並不足以使玻璃獲得（dé）道路運輸（shū）管（guǎn）理機構的批準，它們還需要滿足各種要求。首要遵循的是審批程序，它因地區（qū）的不同（tóng）而有所不同。玻璃（lí）在歐洲必須滿（mǎn）足（zú）ECE R 43的要求，因為它被視作車（chē）輛的安全功（gōng）能之一。由最新的Plexiglas模塑料製成（chéng）的側窗、尾部（bù）和頂部玻璃完全滿足這（zhè）些（xiē）嚴格的要（yào）求。模塑料（liào）還通過了強製的耐熱性試驗，該試（shì）驗（yàn）測試了公路車輛專用聚合物在一定的溫度範圍內保持其原始形狀的能力。畢竟，停放在外麵的車輛的溫度在某些情況下（xià）有（yǒu）可能超（chāo）過80℃。最新的衝擊改性（xìng）PMMA模塑料的維卡軟化溫度是105℃——這一數字等同於傳統的標準PMMA級別。
良好的流動（dòng）性
除了提供對設計師來說至關重要的性能並通過監管機構審批，該材料還必須（xū）適用於高精度、低成本的（de）零部件生產，即廢品率要低。流動性（xìng）是理想的加工性能之一（圖2），因為它決（jué）定了玻璃窗板設計的範圍。最新的PMMA模塑料的流變（biàn）性能針對注塑成（chéng）型（xíng）進（jìn）行了改造（圖3）。因此（cǐ），它可以像（xiàng）傳統的未改性模塑料一樣輕鬆地進行加工，如（rú）Plexiglas8N。針對世（shì）界各地一級汽車零部件供應商現有生產（chǎn）線的測試在（zài）周期時間、公差、注塑件質量等方麵獲得了可喜的結果，其廢品率也非常低。
圖2 Plexiglas 8N水晶透明和Plexiglas Resist AG 100的流動行為比較
圖3 Plexiglas 8N水晶透明和Plexiglas Resist AG 100的粘度作為（wéi）其在260℃時（shí）的剪切速率的函數
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最新的PMMA汽車玻璃模塑料的另一大優勢是生（shēng）態平衡（héng）。汽（qì）車製造（zào）商不（bú）隻是力爭在（zài）使用（yòng）階段提高能源效率，他們還（hái）將生（shēng）產條件納入了車輛生態平衡的（de）考量範圍。按照ISO 14040標準執行的生態平衡認證對最新的PMMA模塑料的環（huán）境影（yǐng）響進行了評（píng）估和驗（yàn）證。此外，當汽車報廢之時（shí），Plexiglas還可（kě）以（yǐ）全部回收，並且理論上（shàng）可以再（zài）次應（yīng）用於玻璃製造。
展望：可持續的未來
實踐證明，這些專為汽車行業（yè）定（dìng）製的Plexiglas模（mó）塑料特性有助於PMMA玻璃實現量產。未來，該模塑（sù）料還有可能應用於車燈等汽車外飾（shì）。
總之，Plexiglas Resist AG 100模塑料（liào）可用於降低車輛的生產成本，因為它（tā）有利於進一步的功能集成和模塊化並提供輕鬆的（de）塗布性能（néng）。所以（yǐ），除了減輕車重降低油耗之外，買家還可以期待著全新的汽車設計
