С 1839 года, когда Чарльз Гудьир запатентовал вулканизированный каучук, полученный путем изменения механических свойств натурального каучука, добываемого из бразильской гевеи, началась общая история производства пластмасс и автомобильной промышленности. Этот каучук стал первым полимером и вскоре нашел применение в производстве шин для транспортных средств.
В середине 20-го века исследования и эксперименты с использованием пластмасс привели к созданию новых материалов, которые постепенно начали применяться в автомобильной промышленности. Например, превосходные изоляционные свойства бакелита, изобретенного Лео Х. Бакеландом в 1907 году, сделали его идеальным материалом для изготовления вилок, розеток, ручек и выключателей.
В 1913 году сборочный конвейер Генри Форда произвел революцию в автомобильной промышленности. Серийное производство сократило затраты и сделало автомобиль товаром широкого потребления. Одновременные успехи в научных исследованиях послужили толчком к развитию макромолекулярной химии, что имело решающее значение для открытия новых полимеров, таких как полиуретан, этилен, эпоксидные смолы, АБС, полиэфиры и полистирол.
Первые важные перемены в широком применении пластмасс в автомобильной промышленности произошли после Второй мировой войны. Как вспоминает Джеймс Максвелл в своей книге (Woodhead Publishing Limited, 1994) Пластмасса в автомобильной промышленности, разработка дешевого топлива из нефти дала возможность одновременно получить и надежное сырье для производства дешевых пластмасс. Благодаря этому открылись широкие перспективы для автомобильной промышленности.
Открытие полипропилена
В 1960-х годах новые открытия в области полимеров позволили разработать термореактивные полимеры, такие как полипропилен – тип пластмассы, широко применяемый в современных транспортных средствах. Его механические свойства, легкий вес и тот факт, что он на 100% пригоден для повторного использования, способствует тому, что на долю полипропилена в настоящее время приходится 40% всех пластмасс, используемых в автомобильной промышленности.
Knauf Industries Automotive интенсивно занимается разработкой новых решений для применения термопластов, таких как вспененный полипропилен (EPP) и вспененный полистирол (EPS), присутствие которых в автомобилях будет расти в течение следующих нескольких лет, заменяя другие материалы, традиционно применяемые в промышленности.
Во второй половине 1950-х годов пластмасса применялась для изготовления крыши (Citröen DS), кабины грузовых автомобилей, подлокотников и пустых внутренних панелей. В 1960-х годах уже производились полипропиленовые педали, а компоненты корпуса вентилятора и радиатора, уравнительный бак системы охлаждения, баки с гидравлической жидкостью и жесткие щитки приборной панели изготавливались методом литья под давлением. Такие детали, как крышка сплиттера, элементы дверей и окон, наполнитель сидений и передняя решетка, стали изготавливать из пластмассы.
Производство пластмассового бампера
В 1960-х годах технический прогресс позволил применять полимеры в производстве наиболее важных автомобильных компонентов. Модель Renault 5, выпускаемая с 1972 года, была первым серийным автомобилем с пластмассовым бампером, который получил широкое распространение в последующее десятилетие. Это был переломный момент в истории автомобилестроения, поскольку, помимо решающего влияния на внешний вид транспортных средств, пластмассовые бамперы способствовали существенному снижению веса автомобиля и стали основой для повышения безопасности.
Volkswagen был первой торговой маркой, которая представила «бесшовный» пластмассовый радиатор и топливные баки; BMW – передний и задний спойлер; Renault – защитные боковые панели; а General Motors – маслоуловитель.
Поскольку отделы исследований и разработок улучшили термопластичные свойства, способность к поглощению энергии удара и антикоррозионные характеристики материала, возможности дизайна также расширились, а отдельные торговые марки смогли расширить применение новых материалов в автомобильной промышленности, включив такие компоненты, как: брызговики, отражатели, корпус, капот и задние двери.
К началу 21-го века автомобильные аксессуары и рабочие характеристики были уже усовершенствованы, а Регламенты по охране окружающей среды стали требовать снижения выбросов и более активного участия в переработке и повторном использовании компонентов. Таким образом, задача состоит в том, чтобы снизить вес транспортных средств и найти 100% перерабатываемые материалы, которые смогут заменить используемые сейчас материалы, в том числе для компонентов кузова автомобиля.
Пластмассовые двигатели? В докладе «Пластмасса – основа автомобилестроения сегодняшнего дня и революция завтрашнего дня», опубликованном в журнале Plastics le Mag, «Инновации и пластмассы», в марте 2018 года, прогнозируется, что в ближайшем будущем будут созданы пластмассовые двигатели. Кроме того, в нем говорится о революции в мобильности, связанной, прежде всего, с появлением совместного пользования автомобилями на поминутной основе и ростом производства электромобилей с сетевым подключением. Такие решения создадут новые возможности применения пластмасс в автомобильной промышленности.