保险杠自然曝露后虎皮纹缺陷的研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.07.015

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (7): 87-90.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.07.015

保险杠自然曝露后虎皮纹缺陷的研究

王伟健()

广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广州 511434

收稿日期:2021-01-12 出版日期:2021-07-26 发布日期:2021-07-21

Study on Tiger Stripe Defect of Bumper after Natural Exposure

WANG Weijian()

Research&Development Center，Guangzhou Automobile Group Co，Ltd，Guangzhou 511434，China

Received:2021-01-12 Online:2021-07-26 Published:2021-07-21
Contact: WANG Weijian E-mail:wangweijian@gacrnd.com

摘要/Abstract

摘要：

针对自然曝露后出现的虎皮纹缺陷现象设计了保险杠自然曝露试验，并对缺陷的发生的原因进行了研究分析。结果发现，保险杠经自然曝露试验后出现了黑白相间虎皮纹缺陷；相比于虎皮纹的黑段，白段的色差值更大且存在大量微裂纹，表面O元素含量急剧上升，表现出明显的老化现象；保险杠材料中的橡胶增韧相发生了不平衡剪切取向，白段的取向程度明显高于黑段，导致白段存在较大的取向内应力，在外界环境应力作用下更容易断裂，从而更容易产生大量微裂纹。

关键词: 聚丙烯, 保险杠, 自然曝露, 虎皮纹, 缺陷, 外观

Abstract:

In this study， a natural exposure test of bumper was designed for solving the problem of a tiger stripe defect after natural exposure， and the causes of this defect were analyzed. The results indicated that the bumper showed some black and white tiger stripe defects after the natural exposure test. Compared to the black section of tiger stripe， the color difference in white section was significant， and there were many microcracks. The content of O element on the surface increased drastically， indicating a visible aging phenomenon. The rubber toughening phase in bumper material presented an unbalanced shear orientation. The orientation degree of the white segment is clearly greater than that of the black segment. This leads to the existence of large orientation internal stress in the white segment. It is easier for the bumper to fracture under the action of external environmental stress， resulting in a large number of microcracks accordingly.

Key words: polypropylene, bumper, natural exposure, tiger stripe, defect, aspect

中图分类号:

TQ325.1⁺4

王伟健. 保险杠自然曝露后虎皮纹缺陷的研究[J]. 中国塑料, 2021, 35(7): 87-90.

WANG Weijian. Study on Tiger Stripe Defect of Bumper after Natural Exposure[J]. China Plastics, 2021, 35(7): 87-90.

图/表 10

图1 汽车保险杠虎皮纹缺陷现象

Fig.1 Tiger stripe defect of automobile bumper

测试项目	测试结果	测试方法与标准
密度/g·cm^-3	0.978	GB/T 1033.1 A法
熔体流动速率/ g·（10 min）^-3	15.6	GB/T 3682 A法（温度为230 ℃，载荷为2.16 kg）
拉伸强度/MPa	17.9	GB/T 1040.2 1A型，拉伸速度为 50 mm/min
弯曲模量/MPa	1 429	GB/T 9341，弯曲速度为2 mm/min
冲击强度/ kJ·m^-2	44.3	GB/T 1843 A型缺口，冲击能为5.5 J
热变形温度/℃	95	GB/T 1634.2 B法
收缩率/%	0.89	内部方法（评价尺寸300 mm× 100 mm×3 mm）

表1 保险杠原材料物性测试结果

Tab. 1 Physical property test results of bumper materials

图2 汽车保险杠总体结构轮廓示意图

Fig.2 Schematic diagram of automobile bumpers

虎皮纹等级	定义
1级	任何角度下目视清晰可见虎皮纹
2级	目视可见虎皮纹
3级	目视隐约可见虎皮纹
4级	只在某一特定角度下隐约可见虎皮纹
5级	任何角度下目视无虎皮纹

表2 保险杠样件虎皮纹缺陷等级定义

Tab.2 Definition of tiger stripe defect grade of bumper samples

曝露时间/月	虎皮纹等级
0	5级
3	5级
6	3级
9	2级
12	1级

表3 自然曝露试验保险杠样件虎皮纹等级变化

Tab.3 Changes of tiger stripe grading of bumper sample in natural exposure test

图3 保险杠样件外观虎皮纹变化

Fig.3 Change of tiger stripe pattern on bumper sample appearance

图4 保险杠样件外观黑白相间虎皮纹示意图

Fig.4 Schematic diagram of tiger stripe patterns on bumper samples

图5 保险杠虎皮纹表面的SEM照片

Fig.5 SEM image of bumper tiger stripe

元素	试验前	试验后
元素	试验前	虎皮纹白段	虎皮纹黑段
C	89.49	72.72	72.07
O	6.87	20.18	20.21
Mg	1.51	2.91	2.93
Si	2.14	4.16	4.12
Na	—	—	0.39
Cl	—	—	0.28

表4 样件试验前后表面元素含量 (%)

Tab.4 Surface element content of sample before and after test

图6 保险杠虎皮纹的AFM照片

Fig.6 AFM image of tiger stripes on bumpers

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