汽车内饰用软触感材料及触感表征的研究进展

随着国民经济的发展，汽车在人们的日常生活中越来越大众化。同时，随着生活品质的提高，消费者对汽车内饰材料的高触感性要求也越来越高。汽车内饰材料主要是指用在汽车驾驶舱内部零件上的、涉及到汽车内饰表面感知的零件，比如仪表板、副仪表板、座椅表皮、顶棚、门饰板等。此类型的内饰材料是与人们接触较多的区域，其触感直接影响车内的感知品质和消费者的驾乘体验。因此，研究软触感的汽车用内饰材料、改进对软触感汽车内饰材料的评价方法，对于促进汽车内饰材料的发展和汽车品质的提升都具有重要意义。笔者主要对汽车仪表板区和座椅表皮区的软触感材料及触感表征方法进行评述，并对软触感未来的发展进行展望。

1 软触感内饰材料进展

仪表板区和座椅表皮材料是汽车中直接与消费者接触最多的内饰材料，为了营造良好的内饰氛围和使用体验，目前，应用于仪表板区和座椅表皮的高触感内饰材料得到了广泛研究。

1．1 软触感聚丙烯

聚丙烯(PP)由于具有密度低、来源广、价格低、耐高温、耐腐蚀、无毒无味、易加工改性等优点被广泛用作汽车内饰材料。随着PP 改性技术的发展，迄今PP 已成为汽车用塑料中比例最大的通用塑料品种[1]，在部分发达国家车用塑料占比例已高达50%左右。汽车仪表板是汽车中表面积较大，与人体接触较多的内饰件之一。目前，中低档车大多采用传统的硬质仪表板，即传统PP 直接注塑成型，这类仪表板其表面光泽度高，塑料质感强，不能给人以柔软的触感。而在高端豪华车型中，大多使用的是柔软触感较好的具有三层结构的软质发泡仪表板(软质表皮+发泡芯层+骨架构成)，但这种仪表板成型工艺复杂且价格昂贵。因此，直接通过配方设计改性，赋予PP 软触感，再一次注射成型制备具有软触感的仪表板等内饰件是目前制备汽车用软触感内饰材料一种新的解决方案，备受PP 改性行业和汽车行业的关注。

傅轶等[2]以无规共聚PP 和丙烯基聚烯烃弹性体为原料，通过双螺杆共混挤出制备了一系列玻璃纤维增强的柔软触感PP 材料，实现了PP 力学性能提高的同时兼具耐刮擦和软触感的性能。K. Kondo 等[3]向特殊的茂金属催化剂制备的PP 中加入小分子酰胺类化合物也制备了一种耐刮擦、软触感玻璃纤维增强PP。周云国等[4]通过向PP 基体中加入适当比例的弹性体和短切玻璃纤维，利用双螺杆挤出机制备得到一种增强的汽车仪表板专用PP 材料，其具有表观上的柔软触感，兼具高刚性以及优异的常温和低温冲击强度。

由于塑料制件的柔软触感可分为视觉触感和手触感两方面。具体可描述为视线接触时制品的低光泽度赋予材料的柔软感觉，以及用手触摸时制品表面具有一定的柔软度。因此，研究者们在提升汽车内饰用PP 材料手触感柔软性的同时也更加关注其视觉触感的提升，从而达到更高层次的软触感性。石阳阳等[5]采用加成型液体硅橡胶对短切玻璃纤维表面润湿，再与PP 共混挤出，在熔融挤出过程中，裸露在短切玻璃纤维表面的加成型液体硅橡胶的乙烯基在引发剂的作用下，与PP 链段发生接枝反应，相互缠结，两相达到互溶状态，从而降低复合材料的表面硬度和表面光泽度，赋予PP 复合材料极好的软触感。同时，加成型液体硅橡胶一端连接短切纤维，另一端连接PP 链段，改善玻璃纤维与PP 界面附着力，显著提高复合材料的力学性能，其拉伸强度可达23 MPa 以上，弯曲弹性模量可达1 600 MPa 以上，悬臂梁缺口冲击强度可达25 kJ／m2以上，具有极高的刚韧平衡。石阳阳等[6]还采用另一种方案同样制备出了一种适用于汽车内饰的刚韧平衡、具有良好耐刮性、低光泽、低翘曲的软触感PP 复合材料。他们采用的是一种由柔软的聚氨酯(PUR)弹性体微球构成的绒毛粉作为软触感改性剂，这种绒毛粉具有橡胶弹性，且耐热、耐溶剂、抗酸碱并具有优异的耐刮擦性，与橡胶相比具有更好的相容性，并赋予表面产生丝柔般绒毛手感，利用绒毛粉的绒毛手感及弹性体的特质能有效降低PP 的塑料感，从而在视觉和触觉上实现“柔软触感”。王滨等[7]也制备了一种高质感的汽车内饰材料，他们通过强剪切、超高速拉伸方法实现PP 取向成纤，大幅提高了原有PP材料的强度、刚性、韧性和耐热性，同时利用高剪切分散实现了高弹体在体系中的良好分散，获得了表面柔软触感、低光泽度，消除制品硬塑感的特性。

随着汽车工业的发展，车内的挥发性有害物质、潮湿天气塑料内饰易发霉等问题也引起了人们的关注。因此，制备兼具优异的力学性能、环保性、抗菌性等多功能性的软触感材料成为目前汽车内饰行业的热点研究方向。陈萌等[8]通过选用低密度聚乙烯(PE–LD)和聚烯烃弹性体(POE)增韧剂共同对PP 改性，在控制PP、增韧剂和玻璃纤维三者的适当比例后，实现了改性PP 在视觉和触觉上的软触感性。同时，在复合材料挤出过程中通过加入麦羟硅钠石和沸石混合制备的VOC 吸附剂，有效吸附原材料加工过程中产生的小分子物质，达到低VOC 的性能指标，从而得到了一种应用于汽车内饰的低VOC、软触感玻璃纤维增强PP 复合材料。刘荣亮等[9]在无碱短切扁平玻璃纤维和乙丙共聚物改性PP的过程中加入乙烯与丙烯酸甲酯的超支化共聚物与含有纳米级氧化铝和锐钛型纳米二氧化钛的复合抗菌剂，在挤出过程中利用超支化共聚物和扁平短切纤维的相互促进作用使复合抗菌剂均匀分布在PP 基体中，从而制备得到一种力学性能优异且具有抗菌性的用于汽车内饰的柔软触感PP 复合材料。其大肠杆菌抑菌率和金黄色葡萄球菌抑菌率最高可分别达到93.3%和96.5%。黄观等[10]也通过在软触感PP的制备过程中加入相应比例的抗菌剂得到了一种力学性能提高的同时具有良好耐刮擦和抗菌性的软触感PP 复合材料。

文章来源：《化学进展》 网址: http://www.hxjzzz.cn/qikandaodu/2021/0515/1199.html