【2017年整理】大众DSG变速箱故障分析

【2017年整理】大众DSG变速箱故障 神器原来也有缺陷 大众DSG变速箱故障分析 曾经被大众集团与大众车迷们奉为神物的DSG双离合变速器，这款备受瞩目的高科技变速箱从当初闪亮登场，到遭遇质疑，再到如今的全面受阻，其中的缘由恐怕很难用一篇文章说清。而在中国造成如此困局，其中的原由也并不单一，既有自身设计造成的结 构瓶颈，又有用户使用习惯怪异造成的致命影响，各方齐心发力终于压倒了大众门下的这头科技巨象。所以我们不能视为大众的DSG双离合变速器，就是大众研发的结果，在如今技术全球化的背景下，很多汽车技术都是在专利的保护下，实现了跨品牌的共享。 如果网友在使用车辆过程中，遇到任何有类似的问，也都可以第一时间通过我们的维权汽车人投诉平台进行反应，我们会在第一时间联系厂家，帮助您解决车辆使用中遇到的问题。 书归正传，因果是非，无结无终。在全面受困后，大众很可能会逐步放弃在DSG双离合变速器上的尝试，对于这家德国汽车企业，迅猛放弃自己曾热衷的技术，是屡见不鲜的常事了。为了控制成本，大众曾经放弃了宣传多年的5阀引擎技术转而使用成本低廉又技术过时的2阀引擎，这样壮士断臂的义举恐怕我们又将可以全面见证了。 惹了麻烦的DQ200型7速DSG双离合手 自一体变速器 湿式离合的DQ250型6速DSG 双离合手自一体变速器 即使现在，很多网友也都觉得DSG双离合变速箱非常神秘，缺乏深入了解。其实这款变速箱可以视为AMT变速箱的进化产品，其DSG(Direct Shift Gearbox)的英文直译结果便是“直接换挡变速箱”，为了便于大家理解这款变速的特点，大众很有心计的为它起了一个直观的中文名字“双离合变速器”。 有别于一般的自动变速箱(例如之前大众车型广泛采用的爱信6AT)，DSG双离合变速箱更加接近于手动变速箱，而非某种自动变速器的变种，直观的讲它实际是一款由电子程序自动控制的机械式手动变速器。 目前，在大众集团的产品序列中，共有两个版本的DSG双离合变速箱，其一是最先推出的6速DSG双离合变速器，使用在我们熟悉的GTI、迈腾2.0TSI等车型上，代号为DQ250的6速DSG由Borgwarner(博格华纳)提供控制模块，采用湿式离合，能承受最大扭矩为350NM，主要用于高性能或主打操控性的车型，如迈腾、高尔夫GTI。目前全部由德国卡塞尔(Kassel)工厂组装，没有国产化，虽然曾经遇到过召回问题，但并不在此次大众的软件升级计划中。 后一款，就是这次遇到麻烦的7速DSG双离合变速器，代号为DQ200的7速的变速器由德国SChaeffler(舍弗勒集团)旗下的LuK(鲁克)公司完成开发，采用干式离合结构，可承受最大扭矩为250Nm，搭配1.2TSI、1.4TSI等小排量发动机，主要用于小型或经济型车型，如速腾、高尔夫。目前由德国卡塞尔(Kassel)工厂和设在中国大连变速器新厂生产。 干式离合的7速DSG双离合变速器是大众DSG+TSI计划的技术核心，这款变速器的先进和重要之处，在于它可以适用于大众未来所有主力车型的匹配需要，小到UP、POLO大到迈腾都可以用上这款变速器，进而实现无缝匹配。随着大众集团MQB模块化通用平台的推出，DQ200将肩负起更加重要的责任。说到DQ200和DQ250的异同，先要从DSG双离合变速器的基本结构说起。 想要说清DSG的问题，我们就要从这两款变速箱的技术上说起。从上面的图片我们可以看到，DSG双离合变速器有两个离合器，这是正也是“双离合”这一名称的由来。如图，离合器1负责1档、3档、5档和倒档，离合器2负责 2档、4档和6档;挂上奇数档时，离合器1结合，输入轴1工作，离合器2分离，输入轴2不工作，即在DSG变速器的工作过程中总是有2个档位是结合的，一个正在工作，另一个则为下一步做好准备;手动模式下可以进行跳跃降档: 如果起始档位和最终档位属于同一个离合器控制的，则会通过另一离合器控制的档位转换一下，如果起始档位和最终档位不属于同一个离合器控制的，则可以直接跳跃降至所定档位。 如此的结构，让DSG有以下几个优势: 1.传动效率高。 液力变矩器是以液体为工作介质的非刚性扭矩变换器，而DSG变速箱本质上是靠齿轮刚性啮合来传动动力，因此它天生具备了高效传动的优势。 变速器型号 档位数 效率 AQ250 6速自动 83% DQ250 6速DSG 85% MQ200 5速手动 90% DQ200 7速DSG 91% MQ250 5速手动 93% 从上表可见看到，DSG变速箱的效率要高于大众目前广泛采用的爱信6AT，甚至已经接近手动变速箱的效率了。 2.换挡速度快，动力无中断。 由于DSG变速箱的一组齿轮在输出动力时，另一组齿轮已经待命，因此每次换挡只需不到0.2秒的时间，比技术最好的专业车手的手动变速还快。这个特性对于车辆的加速性能有明显的帮助，例如迈腾2.0TSI在装备DSG变速箱后，0~100加速时间由9.3秒缩短到了8.3秒。 3.机械结构简化，成本降低。 爱信的AT和日产、奥迪的CVT，这两种主流自动变速箱工艺和生产的复杂性高于双离合变速箱。尽管DSG变速箱还需要配备相应的电子模块，增加了一部分成本，但DSG版本的迈腾售价反而比先前的6AT版本有所降低。这也能从侧面反映出DSG的成本优势。 DQ200与DQ250除了档位数目不同之外，内部结构也有很大不同: 变速箱型号 重量 MQ250 30.2KG MQ200 33.5KG DQ200 72KG AQ250 84KG DQ250 93kg DQ200为干式双离合，扭矩通过离合器从动盘上的摩擦片来传递由于节省了相关液力系统以及干式离合器本身所具有的传递扭矩的高效性，干式系统 很大程度地提高了燃油经济性。7速DQ200干式双离合除了传递效率更高外，还省去了过滤器、油冷器以及变速箱壳体中的高压油管等零部件，与普通手动变速 箱一样，变速箱油只用于变速箱齿轮和轴承的润滑和冷却。因而7挡DSG变速箱仅需要1.7升ATF油，而6挡DSG变速箱则需要6.5升ATF油。而重量 上面，DQ200自重只有72kg，比爱信6AT减轻12kg，比DQ250更是减轻了21kg之多。 DQ250为湿式双离合，扭矩通过浸没在油中的湿式离合器摩擦片来传递，当然，湿式双离合器也有干式离合器无法替代的优势，因为传递扭矩载体和 工作温度的限制，干式双离合器所能承受的最大扭矩受到了明显的影响，DQ200干式DSG变速箱只能适用于最大扭矩小于250Nm的发动机。以迈腾装备的 1.8TSI发动机为例，在发动机1500转至4200转期间输出的峰值扭矩为250NM，已接近甚至会超出DQ200所能承受的最大扭矩。很明 显，DQ200并不合适搭配这类大马力发动机。 综上所述，这款7速双离合变速箱的故障点主要是集中在过热保护的问题上，同样的问题曾经在6速双离合变速箱上叶出现过。通过对上述网友故障状态的描述我们分析出以下两种原因。第一，降挡动作造成离合器片剧烈摩擦。在高尔夫6首次搭载双离合变速箱后的试车中我们已经提出了这样一种看法:双离合变速箱的工作机理是在目前挡位工作时，高于目前挡位的一个挡的齿已 经啮合做好准备。那么如果在我急加油需要降挡时，变速箱首先要松脱这个高挡，再啮合下一个抵挡，这个过程会比一般自动变速箱的降挡过程还要慢。 在实际试驾过程中出现的情况是:一脚油给下去发动机转速迅速飙升，车速未有任何提升，此时显然是发动机在空转，等低挡位啮合完成后发动机转速下 降并伴随有离合器的焦糊味。显然在这个过程中相当于手动挡轰高转速后迅速松离合，离合器片剧烈摩擦。这个过程中产生的热量不言而喻。第二，D挡驻车蠕动特 性。我们知道一般AT车型在D挡时即便不给油也会有一个向前蠕动的特征，这使得AT车型坡起不溜车。实现这一功能的是液力变矩器，没有液力变矩器的DSG 变速箱只能通过电控半离合状态来实现蠕动。细心的车主会发现DSG变速箱在D挡踩刹车时要比空挡怠速油耗高，因为动力损失在了离合器上。 也就是说，在D挡踩刹车驻车时，离合器片一直处于半离合的摩擦状态，发动机驱动力转变为热量也就不足为奇，在拥堵道路中这种情况也就更加严重。第三，换挡程序问题。目前大众对DSG故障的解决是升级软件，但给出的解释却是比较难以 理解的电路结晶。而我认为升级的目的是使变速箱的换档时机更符合中国道路状况。目前国内的道路状况很多是拥堵路况，开过手动挡的人都知道，在那种缓慢蠕动 的车流中离合器总是要处于半离合的状态。换作电子控制的双离合变速箱也是一样，电控系统控制离合器为了保护离合器不过热必定不会长时间半离合，而以省油为 初衷的换挡程序会让变速箱尽量以高挡行驶，所以就会出现车主普遍反映的2、3挡抖动的问题。在这种高挡低速的情况下老司机一般都是半离合装态，以免“憋” 住发动机，电脑当然没有那么智能。这次升级软件可能就是将升挡判断时机延后，以适应这种拥堵路况。 仅需7分钟 大众DSG变速箱升级过程记录 各个媒体频频爆出的DSG变速箱问题让大众有点烦。 对于DSG变速箱可能存在的问题，大众并没有避讳。此前，大众汽车已发表官方声明:将为国内使用7速DSG变速器的客户提供软件升级服务。其中包括一汽大众、上海大众，以及上海大众斯柯达品牌的车型。 一汽大众4S店内给配备DSG变速 箱进行软件升级主要就靠左侧那台电脑来完成 据网友反应，搭载7速DSG变速箱的车辆会出现过包括“换挡时有顿挫感、二挡转弯抖动、变速箱异响”等现象，而大众汽车的官方公告中则如此描述:在特定条件下，尤其是外界温度和湿度较高以及车辆在长时间停放以后，个别车辆的变速箱机电控制单元阀门上可能会出现结晶现象，由此导致发动机启动后无法挂挡，车辆无法行驶;通过软件免费升级服务，即可避免车辆出现上述现象。 针对DSG变速箱所谓的升级程序究竟是怎样的操作流程,目前经销商对于这次召回升级是怎样的看法,消费者对于此次升级又是怎样的态度,带着这些疑问，新浪汽车找到了京城某一汽大众4S店，尽量还原此次召回事件的细节和经销商对于此次事件的态度。 升级用户赠送200元代金券 经销商补贴90元 尽管国家质检总局没有发出统一的召回通知，但一汽大众经销商针对此次涉及7速DSG变速箱用户的召回工作已于上周开始展开，各经销商统一通过手机短信和电话的方式逐一通知相关客户，统一的对外说法就是“针对7速DSG变速器的免费软件升级服务”。同时，大众汽车还承诺，车主在授权经销店里对软件进行升级时，还可享受到免费检查离合器(或者变速箱)的服务，以保证DSG变速箱换挡时的平顺性不受限制。据了解，为了吸引客户尽管来进行到店维修，经销商会统一向相关用户发放200元的维修代金券。 现场技术人员会对升级后的一些 技术参数进行的填写 据悉，此次涉及“软件升级”的大众车型接近50万辆，正常的单店涉及的车辆也在1000辆以上。此次车辆软件升级，大众给经销商下达了任务指标:每个店必须在3月底前完成每个店售出车型30%的升级任务，每辆车升级大众会补贴经销商90元。 经销商表示:“此次升级行动并非是出现问题才升级，主要就是预防，有病治病，没病预防。其实用户不用太焦虑，因为DSG变速箱的质保时间超出整车的质保期，为四年或15万公里，在这个期间，只要变速箱出现问题，经销商都会无条件进行更换和维修。” 维修时间延长 升级时间每辆7分钟 整个软件升级的过程时间并不 长，大概就是5到7分钟左右。当然，这也要视电脑本身程序装载情况而定。 升级过程全部由电脑自动完成，维修技师需要做的就是电脑与车内的行车电脑进行连接，然后进行统一的电脑升级。据笔者观察，尽管对客户称整个维修过程为20分钟，但真正的电脑升级过程也就是每辆7分钟左右。但是这只限于安装好了程序的电脑，如果借助驱动光盘，则整体升级的过程要稍长。 电脑与主车位脚下的行车电脑插口 相连，完成整个升级过程。 据悉，为了应对此次大规模的车辆软件升级，各家经销商也是开足马力，多台电脑同时上阵。全天接受客户的预约维修，另外，经销商的维修时间也由原先的早8点到晚5点，延长至早8点至晚8点。一汽大众的经销商表示:“全力优先保证客户优先完成此次软件升级任务”。 因为大众品牌在中国市场的特殊地位，很容易给人树大招风的感觉。此次DSG变速箱问题更是将大众品牌推到了风口浪尖。此次软件升级能否彻底解决DSG变速箱确实存在的“闪屏，或者没有倒档”等问题，业内争议不一。(新浪汽车/叶开) 大众DSG变速箱故障分析 最近李先生的车要开始续下一年的保险了，前一个星期就已经有各家保险公司给他打电话推荐，弄得他眼花缭乱，不知道通过哪种方式上保险，选择哪家保险公司才好，他跟众多车主一样面临很多的困惑。 记者搜罗了京城几大保险公司的专家，让他们为我们选购保险，主旨就是“花最少的钱，买最值的车险”。 八大险种 按照目前的政策，车主上路前必须购买交强险。交强险全称机动车交通事故责任强制保险，这是由国家法律规定实行的强制保险规定，费率全国统一，新车上路必须购 买;另一种就是商业险，目前各保险公司的车险条款基本都是统一的。当前，保险公司车险的商业险险种通常由车损险、第三者责任险、盗抢险、车上人员责任险、 车身划痕损失险、玻璃单独破碎险、自燃损失险、不计免赔特约险。 对于这些险种我们经常在保单上看见，但实际对于它们的理解却寥寥。本期我们采访了保险公司的专家，将八大车险险种具体含义做了详细介绍。 ?第三者责任险:被保险人或者驾驶人在使用车辆过程中发生的意外事故，让第三者受到人身伤亡或财产的损毁，应该由被保险人承担经济责任，保险公司赔偿。 ?车辆损失险:车被撞坏后，保险公司可以为您修车，按新车购置价投保，根据厂牌型号由统一的车辆购置价格报价平台确定投保金额。 ?全车盗抢险:为全车被盗窃、被抢劫、被抢夺造成的车辆损失以及在被盗窃、被抢劫、被抢夺期间受到损坏或车上零部件、附属设备丢失需要修复的合理费用。 ?车上人员责任险:指负责赔偿保险车辆交通意外造成的本车人员伤亡。 ?玻璃单独破碎险:是指投保人对被保车辆的挡风玻璃和车窗玻璃(不包括车灯、车镜玻璃)进行投保。在保险期限内，被投保的车辆在使用过程中，发生挡风玻璃或是车窗玻璃单独破碎，保险人就会按实际损失负责赔偿。 ?车身划痕损失险:在使用过程中，被他人剐划(无明显碰撞痕迹)需要修复的费用。很多保险公司并没有这个保险项目，对于一些经济车型来说，也无须投保此险种。 ?自燃损失险:由于自己车内的油路、电路、线路等供油系统发生问题、机动车运转摩擦引起火灾，造成车辆的损失，在被保险人发生保险事故时，为减少保险车辆的施救费用，由保险人负责赔偿。 ?不计免赔特约险:保险事故发生后，按照对应投保的主险条款规定的免赔率计算的、应当由被保险人自行承担的免赔金额部分，保险人负责赔偿。如果不投保该险，出险时，全责扣20%，主责扣15%，同责扣10%，次责扣5%。 个性订制 在投保车险时，虽然保险公司会给出很多的商业险种，但车主注意了，不是每个险种都要上，您可以根据自己的具体情况，选择最适合自己的车险组合。为了尽可能多地服务更多的车主，我们选择总结了三个类别的车主，为他们提供上险服务。 三年内新手新车 险种组合:交强险，车损险+第三者责任险(20万-30万元)，车上人员责任险，盗抢险，玻璃单独破碎险，不计免赔险，车身划痕险+发动机涉水险(选投) 适合范围:新手新车及需要全面保障的车主 专家建议 这个全方位的险种组合适合刚拿到驾照购买新车的车主，同时适合于刚买了轿车三年内的车主。一方面这些刚刚学会开车就购买新车的人群，其驾驶技术还不娴熟，因 而需要全方位的保障。首先交强险和车损险必须要选，由于是新手所以第三者责任险需投保的额度高点，一般情况下投保20万-30万即可，但车主若有疑虑可投 保至50万元。 针对新车尤其是经常行驶在高速或路况较差的郊区，玻璃破碎险一定要选择。新车或者豪华车刚刚购买时也需选择盗抢险。 保险专家刘先生介绍，由于今年北京市雨水较大，推荐给这部分新手新车群体投保发动机涉水险，其价格为百元以内，对于新手来说若遇上发动机涉水，这项保险还 是很有必要的。新车不会涉及自燃问题，所以自燃险可不必投保。 三年到五年司机(包括车型) 险种组合:交强险+车损险，第三者责任险(10万-20万元)，车上人员责任险，盗抢险(选投)，玻璃单独破碎险(选投)+不计免赔险 适合范围:三年至五年内车主和车型，车主驾驶技术娴熟。 专家建议 相 比需要全方位车险保障的新手新车，使用自己的轿车已有三到五年内的车主来说，技术已比较娴熟，同时汽车的使用年限也已经比较长，车主对车的疼惜程度已不如 之前，只需交强险、车损险、投保额度为10万-20万的第三者责任险、车上人员责任险和不计免赔险即可。保险专家刘先生介绍，如果车主经常外出，或者家庭 旅游较多，没有固定停车位，小区治安欠佳，车辆价值比较高，盗抢险还需购买。同时车主若经常行驶在高速公路或路况不好的公路上时，还需购买玻璃单独破碎 险，以免溅起的石子破坏挡风玻璃。刘先生还介绍，一般情况下，三年以上的车型，大部分保险公司已无车身刮痕险。 五年以上司机(包括车型) 险种组合:交强险+车损险+第三者责任险(10万元)+不计免赔险+自燃险(选投) 适合范围:五年以上的车主及车型，具有多年驾驶经验的老司机。 专家建议 据 了解，有一部分驾龄长、驾驶经验丰富的老司机在选择车险时，只购买交强险。但保险专家解释即使司机的驾驶技术高超，也不提倡只购买交强险，因为事故的意外 性太大，例如他最近就接触了一起事故，一辆捷达撞了奔驰车，奔驰车现在只局部喷漆就需要2000元。因此专家建议，为防意外事故的产生，车损险和一定额度 的第三者责任险还需投保。6年以上的老车可以考虑投保自燃险。 总结 综合上述介绍，李先生去年购入新车，驾龄仅一年多，需要购入全险。李先生家住通州，且经常会行驶在高速公路上，所以玻璃破碎险必不可少。李先生的爱车购入仅一年，此时必须购买盗抢险。 保费曝光 对比 太平洋保险/中国人保/平安保险 解析 同 样一款车，太平洋保险、中国人保和平安保险三家保险公司的电话车险报价却不尽相同，其中平安保险报价最低，在所有险种都相同的情况下，保费加车船税总额为 4563.04元，太平洋保险最贵，总额为4687.87元。但是值得注意的是，在划痕险一项中，只用太平洋保险的保额可以达到5000元，中国人保和平 安保险的保额都为2000元。 对此，汽车4S店负责保险业务的工作人员解释称，根据车价的不同，不同保险公司划痕险的保额有所区别。太平洋保险规定，车价在7万元以上保额可以为5000元，中国人保和平安保险对车价在15万元以内的，划痕险的保额只能为2000元。 解析 记 者在调查中发现，与经销商合作较多的保险公司为太平洋保险和中国人保，平安车险则相对少一些，但不管是什么品牌的车型，都可以到保险公司统一制定的合作点 进行定损维修。另外，不管是什么保险公司，只要是在北京上保险，保额和折扣都是一样的。经销商表示，这是因为保监会有一个专门的平台，根据车的出险次数和 金额制定相同的保额和折扣。 总结 电话投保省钱 4S店投保省心 综合计算下来，通过电 话投保的费用在4600元左右，而在4S店直接上保险的话，保费统一为5140.95元，表面上看起来电话投保能够为车主节省500元左右。但是车主在 4S店上保险可以得到4S店赠送的一些优惠，据广本立水桥店工作人员介绍，如果在该店上中国人保的四项主险，就可以获赠12项售后保养项目中的两项，价值 约600元。 既然花的钱都差不多，那么是不是获得的服务也一样呢,答案是否定的。据4S店工作人员介绍，虽然很多4S店都与太平洋 保险和中国人保合作，但是通过电话投保，一旦车主出险，车主必须在事故现场拍照片留作证据，然后再到有合作的4S店进行维修;如果是直接在4S店上保险， 在出险后可以直接到4S店维修，所有取证工作全由4S店代办。 另外，据记者了解，目前与4S店有合作关系的保险公司以太平洋保险和中国人保居多，平安保险较少。 特别提醒 全险不全保 车主购买商业全险也是为了能更省心。其实并非如此，车险条款中“机关重重”，买了全险也不意味着所有险情都能获得全额赔付。车险专家介绍了一些商业险中的免赔条款，广大车主在用车过程中一定要多加注意。以下情况是不在全险赔付范围内的: 1.发生事故时，保险车辆一方无事故责任。 2.酒后驾车、无照驾驶、车辆未年检的不予赔偿; 3.驾驶员与准驾车型不符、实习期上高速; 4.发动机进水后再启动造成损坏; 5.车主对车辆进行改装后，发生事故造成的损失。 6.零部件如轮胎、音响设备、车标等被盗; 7.车辆维修期间造成的损失; 8.所载货物造成的车辆受损; 9.撞到自家人; 10.车内物品爆炸等等。 聚乙烯(PE)简介 1.1聚乙烯 化学名称:聚乙烯 英文名称:polyethylene，简称PE 结构式: 聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯是五大合成树脂之一，是我国合成树脂中产能最大、进口量最多的品种。 1.1.1聚乙烯的性能 1.一般性能 聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无嗅、无味、无毒，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂，且不发生溶胀。工业上为使用和贮存的方便通常在聚合后加入适量的塑料助剂进行造粒，制成半透明的颗粒状物料。PE易燃，燃烧时有蜡味，并伴有熔融滴落现象。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度，也与聚合工艺及后期造粒过程中加入的塑料助剂有关。 2.力学性能 PE是典型的软而韧的聚合物。除冲击强度较高外，其他力学性能绝对值在塑料材料中都是较低的。PE密度增大，除韧性以外的力学性能都有所提高。LDPE由于支化度大，结晶度低，密度小，各项力学性能较低，但韧性良好，耐冲击。HDPE支化度小，结晶度高，密度大，拉伸强度、刚度和硬度较高，韧性较差些。相对分子质量增大，分子链间作用力相应增大，所有力学性能，包括韧性也都提高。几种PE的力学性能见表1-1。 表1-1 几种PE力学性能数据 性能 LDPE LLDPE HDPE 超高相对分子质量聚乙烯 邵氏硬度(D) 41,46 40,50 60,70 64,67 拉伸强度,MPa 7,20 15,25 21,37 30,50 拉伸弹性模量,MPa 100,300 250,550 400,1300 150,800 压缩强度,MPa 12.5 — 22.5 — -2缺口冲击强度,kJ?m 80,90 ,70 40,70 ,100 弯曲强度,MPa 12,17 15,25 25,40 — 3.热性能 PE受热后，随温度的升高，结晶部分逐渐熔化，无定形部分逐渐增多。其熔点与结晶度和结晶形态有关。HDPE的熔点约为125,137?，MDPE的熔点约为126,134?，LDPE的熔点约为105,115?。相对分子质量对PE的熔融温度基本上无影响。 PE的玻璃化温度(T)随相对分子质量、结晶度和支化程度的不同而异，而g 且因测试方法不同有较大差别，一般在-50?以下。PE在一般环境下韧性良好，耐低温性(耐寒性)优良，PE的脆化温度(T)约为-80,-50?，随相对分子质量增b 大脆化温度降低，如超高相对分子质量聚乙烯的脆化温度低于-140?。 PE的热变形温度(T)较低，不同PE的热变形温度也有差别，LDPE约为38,HD 50?(0.45MPa，下同)，MDPE约为50,75?，HDPE约为60,80?。PE的最高连续使用温度不算太低，LDPE约为82,100?，MDPE约为105,121?，HDPE为121?，均高于PS和PVC。PE的热稳定性较好，在惰性气氛中，其热分解温度超过300?。 PE的比热容和热导率较大，不宜作为绝热材料选用。PE的线胀系数约在 -5-1(15,30)×10K之间，其制品尺寸随温度改变变化较大。 几种PE的热性能见表1-2。 表1-2几种PE热性能 性能 LDPE LLDPE HDPE 超高相对分子质量聚乙烯 熔点,? 105,115 120,125 125,137 190,210 热降解温度(氮气),? ,300 ,300 ,300 ,300 热变形温度(0.45MPa),? 38,50 50,75 60,80 75,85 脆化温度,? -80,-50 -100,-75 -100,-70 -140,-70 -5-1线性膨胀系数,(×10K) 16,24 — 11,16 — -1比热容,J?(kg?K) 2218,2301 — 1925,2301 — -1热导率/ W?(m?K) 0.35 — 0.42 — 4.电性能 PE分子结构中没有极性基团，因此具有优异的电性能，几种PE的电性能见表1-3。PE的体积电阻率较高，介电常数和介电损耗因数较小，几乎不受频率的影响，因而适宜于制备高频绝缘材料。它的吸湿性很小，小于0.01,(质量分数)，电性能不受环境湿度的影响。尽管PE具有优良的介电性能和绝缘性，但由于耐热性不够高，作为绝缘材料使用，只能达到Y级(工作温度?90?)。 表1-3聚乙烯的电性能 性能 LDPE LLDPE HDPE 超高相对分子质量聚乙烯 1616 1617体积电阻率/Ω?cm ?10 ?10 ?10?10 -16介电常数/F?m(10Hz) 2.25,2.35 2.20,2.30 2.30,2.35 ?2.35 6介电损耗因数(10Hz) ,0.0005 ,0.0005 ,0.0005 ,0.0005 -1介电强度/kV?mm ,20 45,70 18,28 ,35 5.化学稳定性 PE是非极性结晶聚合物，具有优良的化学稳定性。室温下它能耐酸、碱和盐类的水溶液，如盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨、氢氧化钠、氢氧化钾以及各类盐溶液(包括具有氧化性的高锰酸钾溶液和重铬酸盐溶液等)，即使在较高的浓度下对PE也无显著作用。但浓硫酸和浓硝酸及其他氧化剂对聚乙烯有缓慢侵蚀作用。 PE在室温下不溶于任何溶剂，但溶度参数相近的溶剂可使其溶胀。随着温度的升高，PE结晶逐渐被破坏，大分子与溶剂的作用增强，当达到一定温度后PE可溶于脂肪烃、芳香烃、卤代烃等。如LDPE能溶于60?的苯中，HDPE能溶于80,90?的苯中，超过100?后二者均可溶于甲苯、三氯乙烯、四氢萘、十氢萘、石油醚、矿物油和石蜡中。但即使在较高温度下PE仍不溶于水、脂肪族醇、丙酮、乙醚、甘油和植物油中。 PE在大气、阳光和氧的作用下易发生老化，具体表现为伸长率和耐寒性降低，力学性能和电性能下降，并逐渐变脆、产生裂纹，最终丧失使用性能。为了防止PE的氧化降解，便于贮存、加工和应用，一般使用的PE原料在合成过程中已加入了稳定剂，可满足一般的加工和使用要求。如需进一步提高耐老化性能，可在PE中添加抗氧剂和光稳定剂等。 6.卫生性 PE分子链主要由碳、氢构成，本身毒性极低，但为了改善PE性能，在聚合、成型加工和使用中往往需添加抗氧剂和光稳定剂等塑料助剂，可能影响到它的卫生性。树脂生产厂家在聚合时总是选用无毒助剂，且用量极少，一般树脂不会受到污染。 PE长期与脂肪烃、芳香烃、卤代烃类物质接触容易引起溶胀，PE中有些低相对分子质量组分可能会溶于其中，因此，长期使用PE容器盛装食用油脂会产 生一种蜡味，影响食用效果。 1.1.2聚乙烯的分类 聚乙烯的生产方法不同，其密度及熔体流动速率也不同。按密度大小主要分为低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)。其中线性低密度聚乙烯属于低密度聚乙烯中的一种，是工业上常用的聚乙烯，其他分类法有时把MDPE归类于HDPE或LLDPE。 按相对分子质量可分为低相对分子质量聚乙烯、普通相对分子质量聚乙烯、超高相对分子质量聚乙烯。 按生产方法可分为低压法聚乙烯、中压法聚乙烯和高压法聚乙烯。 1.低密度聚乙烯 英文名称: Low density polyethylene，简称LDPE 低密度聚乙烯，又称高压聚乙烯。无味、无臭、无毒、表面无光泽、乳 3白色蜡状颗粒，密度0.910,0.925g/cm，质轻，柔性，具有良好的延伸性、电绝缘性、化学稳定性、加工性能和耐低温性(可耐-70?)，但力学强度、隔湿性、隔气性和耐溶剂性较差。分子结构不够规整，结晶度较低(55%,65%)，熔点105,115?。 LDPE可采用热塑性成型加工的各种成型工艺，如注射、挤出、吹塑、旋转成型、涂覆、发泡工艺、热成型、热风焊、热焊接等，成型加工性好。主要用作农膜、工业用包装膜、药品与食品包装薄膜、机械零件、日用品、建筑材料、电线、电缆绝缘、吹塑中空成型制品、涂层和人造革等。 2.高密度聚乙烯 英文名称:High Density Polyethylene，简称HDPE 高密度聚乙烯，又称低压聚乙烯。无毒、无味、无臭，白色颗粒，分子为线型结构，很少有支化现象,是典型的结晶高聚物。力学性能均优于低密度聚乙烯，熔点比低密度聚乙烯高，约125,137?，其脆化温度比低密度聚乙 3烯低，约-100,-70?，密度为0.941,0.960g/cm。常温下不溶于一般溶剂，但在脂肪烃、芳香烃和卤代烃中长时间接触时能溶胀，在70?以上时稍溶于甲苯、醋酸中。在空气中加热和受日光影响发生氧化作用。能耐大多数酸碱 的侵蚀。吸水性小，具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，介电性能、耐环境应力开裂性亦较好。 HDPE可采用注射、挤出、吹塑、滚塑等成型方法，生产薄膜制品、日用品及工业用的各种大小中空容器、管材、包装用的压延带和结扎带，绳缆、鱼网和编织用纤维、电线电缆等。 3.线性低密度聚乙烯 英文名称:Linear Low Density Polyethylene，简称LLDPE 线形低密度聚乙烯被认为是“第三代聚乙烯”的新品种，是乙烯与少量高级α-烯烃(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化剂作用下，经高压或低压聚合而成的一种共聚物，为无毒、无味、无臭的乳白色颗粒， 3密度0.918,0.935g/cm。与LDPE相比，具有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点，且软化温度和熔融温度较高，还具有良好的耐环境应力开裂性，耐冲击强度、耐撕裂强度等性能。并可耐酸、碱、有机溶剂等。 LLDPE可通过注射、挤出、吹塑等成型方法生产农膜、包装薄膜、复合薄膜、管材、中空容器、电线、电缆绝缘层等。由于不存在长支链，LLDPE的 65,,70,用于制作薄膜。 4.中密度聚乙烯 英文名称:Medium density polyethylene，简称MDPE 中密度聚乙烯是在合成过程中用α-烯烃共聚，控制密度而成。MDPE的 3密度为0.926,0.953g/cm，结晶度为70,,80,，平均相对分子质量为20万，拉伸强度为8,24MPa，断裂伸长率为50,,60,，熔融温度126,135?，熔体流动速率为0.1,35g,10min，热变形温度(0.46MPa)49,74?。MDPE最突出的特点是耐环境应力开裂性及强度的长期保持性。 MDPE可用挤出、注射、吹塑、滚塑、旋转、粉末成型加工方法，生产工艺参数与HDPE和LDPF相似，常用于管材、薄膜、中空容器等。 5.超高相对分子质量聚乙烯 英文名称:ultra-high molecular weight polyethylene，简称UHMWPE 超高相对分子质量聚乙烯冲击强度高，耐疲劳，耐磨，是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。其相对分子质量达到300,600万， 3密度0.936,0.964g/cm，热变形温度(0.46MPa)85?，熔点130,136?。 UHMWPE因相对分子质量高而具有其他塑料无可比拟的优异性能，如耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化学腐蚀等性能，广泛应用于机械、运输、纺织、造纸、矿业、农业、化工及体育运动器械等领域，其中以大型包装容器和管道的应用最为广泛。另外，由于超高相对分子质量聚乙烯优异的生理惰性，已作为心脏瓣膜、矫形外科零件、人工关节等在临床医学上使用，而且，超高相对分子质量聚乙烯耐低温性能优异，在-40?时仍具有较高的冲击强度，甚至可在-269?下使用。超高相对分子质量聚乙烯纤维的复合材料在军事上已用作装甲车辆的壳体、雷达的防护罩壳、头盔等;体育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。 由于超高相对分子质量聚乙烯熔融状态的粘度高达108Pa?s，流动性极差，其熔体流动速率几乎为零，所以很难用一般的机械加工方法进行加工。近年来，通过对普通加工设备的改造，已使超高相对分子质量聚乙烯由最初的压制-烧结成型发展为挤出、吹塑和注射成型以及其他特殊方法的成型。 6.茂金属聚乙烯 茂金属聚乙烯(mPE)是近年来迅速发展的一类新型高分子树脂，其相对分子质量分布窄，分子链结构和组成分布均一，具有优异的力学性能和光学性能，已被广泛应用于包装、电气绝缘制品等。 1.1.3聚乙烯的成型加工 PE的熔体粘度比PVC低，流动性能好，不需加入增塑剂已具有很好的成型加工性能。前文已介绍了各类聚乙烯可采用的成型加工方法，下面主要介绍在成型过程中应注意的几个问题。 ?聚乙烯属于结晶性塑料，吸湿小，成型前不需充分干燥，熔体流动性极好，流动性对压力敏感，成型时宜用高压注射，料温均匀，填充速度快，保压充分。不宜用直接浇口，以防收缩不均，内应力增大。注意选择浇口位置，防止产生缩孔和变形。 ?PE的热容量较大，但成型加工温度却较低，成型加工温度的确定主要取决于相对分子质量、密度和结晶度。LDPE在180?左右， HDPE在220?左右，最高成型加工温度一般不超过280?。 ?熔融状态下，PE具有氧化倾向，因而，成型加工中应尽量减少熔体与空气的接触及在高温下的停留时间。 ?PE的熔体粘度对剪切速率敏感，随剪切速率的增大下降得较多。当剪切速率超过临界值后，易出现熔体破裂等流动缺陷。 ?制品的结晶度取决于成型加工中对冷却速率的控制。不论采取快速冷却还是缓慢冷却，应尽量使制品各部分冷却速率均匀一致，以免产生内应力，降低制品的力学性能。 ?收缩范围和收缩值大(一般成型收缩率为1.5,,5.0,)，方向性明显，易变形翘曲，冷却速度宜慢，模具设冷料穴，并有冷却系统。 ?软质塑件有较浅的侧凹槽时，可强行脱模。 1.1.4聚乙烯的改性 聚乙烯属非极性聚合物，与无机物、极性高分子相容性弱，因此其功能性较差，采用改性可提高PE的耐热老化性、高速加工性、冲击强度、粘接性、生物相容性等性质。常用的改性方法包括物理改性和化学改性。 1.物理改性 物理改性是在PE基体中加入另一组分(无机组分、有机组分或聚合物等)的一种改性方法。常用的方法有增强改性、共混改性、填充改性。 (1)增强改性 增强改性是指填充后对聚合物有增强效果的改性。加入的增强剂有玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维、合成纤维、棉麻纤维、晶须等。自增强改性也属于增强改性的一种。 ?自增强改性。所谓自增强就是使用特殊的加工成型方法，使得材料内部组织形成伸直链晶体，材料内部大分子晶体沿应力方向有序排列，材料的宏观强度得到大幅度提高，同时分子链有序排列将使结晶度提高，从而使材料的强度进一步提高，由于所形成的增强相与基体相的分子结构相同，因而不存在外增强材料中普遍存在的界面问题。如采用超高相对分子质量聚乙烯(UHMPE)纤维增强LDPE，在加热加压成型的条件下，可以形成良好的界面，最大限度发挥基体和纤维的强度。 ?纤维增强改性。纤维增强聚合物基复合材料由于具有比强度高、比刚度高等优点而得到广泛应用。如采用经KH-550偶联剂处理的长玻璃纤维(LGF)与PE复 合制备的PE,LGF复合材料，当LGF加入量为3O,(质量分数)、长度约为35mm时，复合材料的拉伸强度和冲击强度分别为52.5MPa和52kJ,m。 ?晶须改性。晶须的加入能够大幅度提高HDPE材料的力学性能，包括短期力学性能及耐长期蠕变性能。晶须对HDPE材料的增强作用主要归因于它们之间的良好界面粘接，同时刚性的晶须则能够承担较大的外界应力使复合材料的模量得到提高。 ?纳米粒子增强改性。少量无机刚性粒子填充PE可同时起到增韧与增强的作用。如将表面处理过的纳米SiO粒子填充mLLDPE-LDPE，SiO纳米粒子均匀分散于22 基材中，与基材形成牢固的界面结合，当填充质量分数为2,时，拉伸强度、断裂伸长率分别提高了13.7MPa和174.9,。 (2)共混改性 共混改性主要目的是改善PE的韧性、冲击强度、粘接性、高速加工性等各种缺陷，使其具有较好的综合性能。共混改性主要是向PE基体中加入另一种聚合物，如塑料类、弹性体类等聚合物，以及不同种类的PE之间进行共混。 ?PE系列的共混改性。单一组分的PE往往很难满足加工要求，而通过不同种类PE之间的共混改性可以获得性能优良的PE材料。如通过LDPE与LLDPE共混，解决了LDPE因大量添加阻燃剂和抗静电剂等助剂造成力学性能急剧降低的问题;LLDPE与HDPE共混后可以提高产品的综合性能。 ?PE与弹性体的共混改性。弹性体具有低的表面张力、较强的极性、突出的增韧作用，因此与PE共混后，既能保持PE的原有性能，同时也可以制备出具有综合优良性能的PE。如LDPE-聚烯烃弹性体(POE)共混物，当POE的质量分数为3O,时，共混体系的拉伸强度达到最大值，为21.5 MPa。 ?PE与塑料的共混改性。聚乙烯具有良好的韧性，但制品的强度和模量较低，与工程塑料等共混可提高复合体系的综合力学性能。但PE和这类高聚物的界面问题也是影响其共混物性能的主要原因，因此通常需要加入界面相容剂以提高共混物的力学性能。 (3)填充改性 填充改性是在PE基质中加入无机填料或有机填料，一方面可以降低成本达到增重的目的，另一方面可提高PE的功能性，如电性能、阻燃性能等，但同时对复合材料的力学性能和加工性能带来一定程度的影响。 无论是无机填料还是有机填料，填料与PE基体的相容性和界面粘接强度是PE填充改性必须面临的问题，而PE是非极性化合物，与填料相容性差，因此，必须对填料进行表面处理。填料的表面处理一般采用物理或化学方法进行处理，在填料表面包覆一层类似于表面活性剂的过渡层，起“分子桥”的作用，使填料与基体树脂间形成一个良好的粘接界面。常用的填料表面处理技术有:表面活性剂或偶联剂处理技术、低温等离子体技术、聚合填充技术和原位乳液聚合技术等。 PE中填充木粉、淀粉、废纸粉、滑石粉、碳酸钙等一类填料，不仅可以改善PE的性能，同时也具有十分重要的健康环保意义。 2.化学改性 化学改性的方法主要有接枝改性、共聚改性、交联改性、氯化及氯磺化改性和等离子体改性处理等方法。其原理是通过化学反应在PE分子链上引入其他链节和功能基团，由此提高材料的力学性能、耐侯性能、抗老化性能和粘接性能等。 (1)接枝改性 接枝改性是指将具有各种功能的极性单体接枝到PE主链上的一种改性方法。接枝改性后的PE不但保持了其原有特性，同时又增加了其新的功能。常用的接枝单体有丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)、马来酸盐、烯基双酚A醚和活性硅油等。接枝改性的方法主要有溶液法、固相法、熔融法、辐射接枝法、光接枝法等。 (2)共聚改性 共聚改性是指通过共聚反应将其他大分子链或官能团引入到PE分子链中，从而改变PE的基本性能。主要改性品种有乙烯-丙烯共聚物(塑料)、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其他烯烃(如辛烯POE、环烯烃)共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物(EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH)等。通过共聚反应，可以改变大分子链的柔顺性或使原来的基团带有反应性官能团，可以起到反应性增容剂的作用。 (3)交联改性 交联改性是指在聚合物大分子链间形成了化学共价键以取代原来的范德华力，由此极大地改善了诸如耐热性、耐磨性、弹性形变、耐化学药品性及耐环境应力开裂性等一系列物理化学性能，适于作大型管材、电缆电线以及滚塑制品等。聚乙烯的交联改性方法包括过氧化物交联(化学交联)、高能辐射交联、硅烷接枝交联、紫外光交联。 (4)氯化及氯磺化改性 氯化聚乙烯是聚乙烯分子中的仲碳原子被氯原子 取代后生成的一种高分子氯化物，具有较好的耐候性、耐臭氧性、耐化学药品性、耐寒性、阻燃性和优良的电绝缘性。主要用作聚氯乙烯的改性剂，以改善聚氯乙烯抗冲击性能，氯化聚乙烯本身还可作为电绝缘材料和地面材料。 氯磺化聚乙烯是聚乙烯经过氯化和氯磺化反应而制得的具有高饱和结构的特种弹性材料，属于高性能橡胶品种。其结构饱和，无发色基团存在，涂膜的抗氧性、耐油性、耐候性、耐磨性和保色性能优异，且耐酸碱和化学药品的腐蚀，已广泛应用于石油、化工等行业。 (5)等离子体改性处理 等离子体是由部分电离的导电气体组成，其中包括电子、正离子、负离子，基态的原子或分子、激发态的原子或分子、游离基等类型的活性粒子。 在聚乙烯等高分子材料表面改性中主要利用低温等离子体中的活性粒子轰击材料表面，使材料表面分子的化学键被打开，并与等离子体中的氧、氮等活性自由基结合，在高分子材料表面形成含有氧、氮等极性基团，由于表面增加了大量的极性基团从而能明显地提高材料表面的粘接性、印刷性、染色性等。 1.1.5聚乙烯的应用 聚乙烯是通用塑料中应用最广泛的品种，薄膜是其主要加工产品，其次是片材和涂层、瓶、罐、桶等中空容器及其他各种注射和吹塑制品、管材和电线、电缆的绝缘和护套等。主要用于包装、农业和交通等部门。 1.薄膜 低密度聚乙烯总产量的一半以上经吹塑制成薄膜,这种薄膜有良好的透明性和一定的拉伸强度,广泛用作各种食品、衣物、医药、化肥、工业品的包装材料以及农用薄膜。也可用挤出法加工成复合薄膜用于包装重物。高密度聚乙烯薄膜的强度高、耐低温、防潮，并有良好的印刷性和可加工性。线型低密度聚乙烯的最大用途也是制成薄膜，其强度、韧性均优于低密度聚乙烯，耐刺穿性和刚性也较好，透明性稍优于高密度聚乙烯。此外，还可以在纸、铝箔或其他塑料薄膜上挤出涂布聚乙烯涂层，制成高分子复合材料。 2.中空制品 高密度聚乙烯强度较高，适宜成型中空制品。可用吹塑法制成瓶、桶、罐、槽等容器，或用浇铸法制成槽车罐和贮罐等大型容器。 3.管、板材 挤出法可生产聚乙烯管材，高密度聚乙烯管强度较高，适于地下铺设。挤出的板材可进行二次加工，也可用发泡挤出和发泡注射法将高密度聚乙烯制成低发泡塑料，作台板和建筑材料。 4.纤维 中国称为乙纶，一般采用低压聚乙烯作原料，纺制成合成纤维。乙纶主要用于生产渔网和绳索，或纺成短纤维后用作絮片，也可用于工业耐酸碱织物。超高相对分子质量聚乙烯纤维(强度可达3,4GPa),可用作防弹背心，汽车和海上作业用的复合材料。 5.杂品 用注射成型法生产的杂品包括日用杂品、人造花卉、周转箱、小型容器、自行车和拖拉机的零件等。制造结构件时要用高密度聚乙烯。超高相对分子质量聚乙烯适于制作减震,耐磨及传动零件。 1.1.6聚乙烯的简易识别方法 (1)外观印象 白色蜡状，半透明，HDPE透明性更差，用手摸制品有滑腻感;LDPE柔而韧，稍能伸长，HDPE手感较坚硬。 (2)水中沉浮 比水轻，浮于水面。 (3)溶解特性 一般熔融后可溶于对二甲苯、三氯苯等。 (4)受热表现 温度达90,135?以上变软熔融，315?以上分解。 (5)燃烧现象 易燃，离火后继续燃烧，火焰上端呈黄色，下端蓝色，燃烧时熔融滴落，发出石蜡燃烧时的气味。