从自行车到汽车轮船

至于高分子材料与“行”的关系就更加重要了。高分子复合增强材料的自重小，比强度、比模量高，而且可设计性强，首先成为飞机中许多部件的首选材料，例如，碳纤维复合材料以其比强度、比模量高，质轻，且在高温（2000℃以上）情况下强度不降的优异特性而被选作宇宙飞船的结构材料和战略导弹战斗部的稳定裙。在飞机中，1kg碳纤维复合材料可以代替3kg传统的铝合金结构材料，因而目前由碳纤维复合材料制造的飞机零部件已有上千种。20世纪90年代民航机中金属结构材料的65%已被碳纤维及芳纶纤维复合材料所代替，对要求自重更轻的战斗机，金属材料的取代率则将高达90%，届时，飞机的航程和航速将得到明显增加。

在造船工业中，玻璃纤维复合材料以其质轻、高强、耐腐蚀、抗微生物附着、非磁性、可吸收撞击能、设计成形自由度大等一系列优点而被广泛用于制造汽艇、游艇、救生艇、渔船、气垫船以及各种军用舰艇。美国德瑞科特造船厂大量使用碳纤维复合材料建造的长达22．5m的飞艇，其质量比铝合金舰艇轻3t，时速达120km/h。Oak－Ridge国家实验室用纤维缠绕成型工艺制造的深海潜水器可承受70MPa的外压力，质量只有钛合金壳体的2/5。

在汽车制造业中，各种高分子材料也大显神通，其作用首先是减轻车辆的自重，改善运行性能，提高燃油效率。现在一部分高级轿车所用的高分子材料部件多达数百件，包括保险杠、防冲撞护条板、发动机散热风扇、通风空调、音响、电器及仪表盘、方向盘、座椅、车内装饰等。这些高分子材料部件的应用，不但显著减轻了轿车的自重，降低每公里的耗油量，而且使轿车变得更舒适美观，例如1990年美国高级轿车凯迪拉克内使用的塑料制品就达136kg，而且这些汽车零部件的加工大量采用了目前塑料加工中的先进技术，如片状模塑、增强反应注射模塑、反射注塑模塑等。(https://www.daowen.com)

汽车工业的迅速发展还得益于制作轮胎的合成橡胶和作为轮胎帘子的合成纤维的发展。由于作为能源的石油日趋短缺，各个国家都致力于降低汽车百公里耗油量。而高分子材料在汽车中的应用，除了可以减轻车身自重外，还能减少轮胎对地面的滚动阻力以及提高轮胎的抗湿滑性（增加对路面的抓着力，以提高牵引力），使滚动阻力减少5%～7%，节油1%。人工合成的顺丁橡胶的出现，以及尼龙、卡夫拉等高强纤维帘子线的应用，解决了轮胎既要滚动阻力小，又要耐滑耐磨的矛盾。将顺丁橡胶或丁苯橡胶与天然橡胶并用，可提高胎面胶的耐磨性和耐沟裂性，以及胎侧胶的耐屈挠龟裂性。在轿车轮胎中合成橡胶的含量占35%～50%，载重车胎的胎面胶中，顺丁胶为30%～50%，最高达70%。

20世纪70年代解决了不锈钢帘子线与橡胶的牢固黏结后，进一步解决了汽车在高速行驶中的操作稳定、耐磨与低油耗问题。应该说，各种车辆之所以能在高速路上稳定安全地飞驰，在很大程度上是依赖于高分子材料技术的发展。