NVH是客戶直接感受到的，通常指在某特定工況下對車子的主觀感覺，如抖動和轟鳴噪聲。NVH特性是衡量汽車設計和制造質量的一個綜合性能指標。整車振動噪聲也是國內客戶買車時越來越關注的重點性能，更是自主品牌轎車要進入國際先進車輛行列從而打進國際市場的關鍵指標之一。歡迎想深入交流NVH的朋友長按下圖二維碼加小編微信abgfz-zero申請加入汽車材料群討論吧。

一、汽車NVH背景

隨著我國加入WTO，國內汽車市場成為國際汽車廠家的競技場，各汽車廠商爭相推出最具市場競爭力的產品。在競爭激烈的市場上，同檔次車型在常規性能方面的綜合“性價比”越來越相似，顧客要求越來越高，需要汽車生產廠家推出性能更好的汽車產品。乘駕舒適性作為用戶對汽車的第一印象及感覺，可以直接影響顧客的購買欲望，從而影響市場占有率和銷售量。在此背景下，提高車輛噪聲控制水平已成為新的競爭焦點、技術發展方向和重要的的市場賣點，與安全性能、動力性能、耐久可靠性能、時尚環保等構成重要的購買要素。

圖 車內受到噪音折磨的孩子

目前汽車NVH（噪音、振動、聲振舒適性）性能已經成為影響新車型開發成功與否的重要因素之一，國外大型汽車廠家如豐田、通用、福特、克萊斯勒、寶馬等從80年代以來已經設立專門的NVH研究部門，將約1/5的開發費用用于對NVH產生機理、傳播途徑和解決方案的系統研究，以尋求系統解決方案，提升車輛的NVH性能。近年國內汽車廠家也開始從只關注車輛的成本、外觀、安全性、燃油經濟性等方面到開始重視NVH問題,總體而言，國內對于NVH的研究和解決屬于剛剛起步階段，雖然發展很快，但大部分國內汽車企業對改善NVH做法屬于“亡羊補牢”，車型研發生產出來后發現不理想才開始考慮減振降噪。部分大的汽車企業如一汽、奇瑞汽車、福田汽車、長安汽車、吉利汽車等廠家已開始“未雨綢繆”，分別成立了專門的NVH部門或聘請國外專業NVH降噪公司針對相關車型制定專業降噪方案，在車輛NVH提升方面取得了不錯的效果。

二、降噪措施

減振降噪措施可以分為兩類：

1. 對激勵源直接采取措施，消除激勵源稱為主動降噪措施，譬如提高發動機制造水平，增加車身剛度等等；

2. 對已產生的振動和噪音在其傳播過程中采取補強、減振、阻尼、密封、隔音、吸音、消音等措施降低其影響稱為被動措施。

三、材料使用標準

在上述被動措施中，能達到減振降噪作用的材料很多，基本要滿足如下的一些應用條件。

1. 要阻燃。這是涉及到安全的性能，是國家強制性要求，也是目前降噪材料的唯一一個國家強制標準。

2. 要環保。既要氣味小，霧化小，又要VOC的排放小，更不能使用石棉、玻璃棉或者重金屬等對人體危害大的材料。VOC性能要求有可能近期會成為第二個國家強制標準。

3. 聲學效果要好。既然是降噪材料，就需要對噪音有很好的抑制效果。

4. 可靠性好。在經過高低溫等惡劣環境因素影響后，仍然能保持性能穩定。有的外部降噪材料還要防水防潮。

5. 要耐磨、耐光、有一定的抗彎、抗壓強度。有的降噪材料是外觀材料的，會有這些要求。

6. 盡量輕量化。輕量化是整個汽車制造領域發展的大趨勢，可以節油、減排、增加駕駛樂趣；

7. 要低成本。汽車行業競爭激烈，如果材料成本過高，就算性能再好，也較難得到應用。

四、降噪材料介紹

目前高分子減振降噪材料在汽車上的應用非常普通，從發動機艙到車身內表面、車門內表面、車身內部到頂棚、地毯、行李箱零件再到車外輪罩等都得到了應用，這些材料和由材料制成的零部件就像一個“包裝(package)”一樣把車身包住了，它們的目的又是為了降低噪音，所以在汽車NVH專業術語里，我們把這些用途為降噪的高分子材料統稱為“聲學包裝”。

小編在這里也整理了一些常見的聲學包裝材料在汽車減振降噪方面的應用，請見下表所示。

表 降噪材料實例

上面表格可以看出，汽車上面使用的減振降噪材料主要有五種。這里我們就具體介紹下。

丁基橡膠

由異丁烯和異戊二烯合成。一般被應用在制作汽車輪胎以及汽車隔音制品。

圖 丁基橡膠材料

透氣性：丁基橡膠分子鏈中側甲基排列密集，限制了聚合物分子的熱運動，因襲透氣率低，氣密性好。

穩定性：丁基橡膠的高飽和結構是指具有有良心的耐熱穩定性和化學穩定性。

吸能性：丁基橡膠分子結構總缺少雙鍵，且側鏈甲基分布密布密度較大，因此具有良好的吸收震動和沖擊能量的特性。

還具有優良的電絕緣性和吸水性。

EVA乙烯-醋酸乙烯共聚物

乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）是由乙烯和乙酸乙烯共聚而制得，醋酸乙烯（VA）含量在5%~40%。與聚乙烯相比，EVA由于在分子鏈中引入了醋酸乙烯單體，從而降低了其結晶度，提高了其柔韌性、抗沖擊性、填料相容性和熱密封性能，被廣泛應用于發泡鞋料功能性棚膜、包裝膜、熱熔膠、電線電纜等領域。

圖 乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）材料

EVA特性：具有良好的柔軟性，橡膠般的彈性，在-50℃下仍能夠具有較好的在-50℃下仍能夠具有較好的可撓性，透明性和表面光澤性好，化學穩定性良好，抗老化和耐臭氧強度好，無毒性。與填料的摻混性好，著色和成型加工性好。

隔音機理：EVA中存在支鏈，分子間內摩擦增加，限制了大分子鏈的運動，同時EVA中酯基氫鍵產生的物理交聯，使大分子鏈運動困難，聲音傳遞過程中生能消耗變大，材料隔聲性能得到提高。

優點：EVA隔音材料與其他材質的隔音材料相比，綜藝大的優點就是環保無任何異味，完全復合歐盟RoSH環保要求，材質細膩光潔、密實，耐低溫性好，具有防潮、防震、隔音、保溫、可塑性佳、韌性強、循環再造、環保、抗撞力、防震防滑能力強等諸多優點。已具有很好的抗化學性能和加工性能，而且成本較其他材料低。

EPDM三元乙丙橡膠

三元乙丙橡膠是乙烯、丙烯以及非共軛二烯烴的三元共聚物。

圖 三元乙丙橡膠（EPDM）材料

突出的耐老化性能：分子鏈上無不飽和建，因此是最耐老化，耐臭氧的橡膠。其耐臭氧性是氯丁橡膠的5倍，耐候性是丁苯橡膠的100倍。

EPDM分子結構中無極性取代基，分子內聚能低，分子鏈可在較寬范圍內保持柔韌性，僅次于天然橡膠和順丁橡膠，并在低溫下人能保持。

缺乏極性，不飽和度低，因而對各種極性化學品有較好的抗耐性，還具有優異的電絕緣性能。

低密度高填充性：EPDM的比重很小，可大量充油和加入填充劑，降低橡膠制品的成本。并且對高門尼值EPDM來說，高填充后物理機械性能降低幅度不大。

EPDM隔音材料與在制作過程中填充了高密度礦物質，增加了隔音材料的面密度，因為EPDM的高填充性，所以三元乙丙橡膠在保持優良性和阻尼性能的前提下，比重可達2.5以上，具有很好的隔音性能。同時EPDM具有優異的綜合性能，因此EPDM在汽車隔音材料上得到了廣泛應用。

雖然EPDM隔音材料與其他隔音材料（例如PVC/EVA）相比，無毒環保，綜合性能優異，但成本要高出好多，所以為了降低成本以及獲得更加綜合的性能，一般會與其他隔音材料復合使用。

POE聚烯烴彈性體

POE是采用限定幾何構型茂金屬催化劑對乙烯和α-烯烴實現原位聚合而制得的一種熱塑性彈性體。

圖 POE顆粒

POE結構與性能

POE有很窄的相對分子質量分布和短支鏈，因而具有優異的物理機械性能（高彈性、高強度、高伸長率）和良好的低溫性能；

分子鏈是飽和的，所含有叔碳原子相對較少，因而具有優異的耐熱老化和抗紫外線性能;

較強的剪切敏感性和熔體強度，可實現高擠出，提高產量；

良好的流動性可改善填料的分散效果，同時亦可提高制品的熔接痕強度。

POE與乙丙橡膠相比，具有更好的電絕緣性、耐熱氧化老化性，它可以重復加工利用，因此可以代替一部分EPDM的應用。在防噪材料上的應用還不是很廣泛，一般作為輔助材料用。

TPV熱塑性彈性體

其結構特征不同于用高分子合成方法制備的其他熱塑性彈性體（POE/SEBS/TPU）。TPV是由橡膠和塑料組成的一種結構復雜的高分子復合材料。在TPV的塑料連續相中分散著大量的交聯橡膠粒子。TPV產品中用量最大的是EPDM/PP。

圖 TPV材料制品

TPV以其特有的阻尼性和低壓縮形變性能，一般用于汽車隔音降噪的密封材料。與傳統的PVC、EPDM密封材料相比，其具有以下特點：

材料無毒；

密度小：密度小于1.僅相當于EPDM密封材料的67%，符合汽車輕量化要求；

耐老化性能好；

回彈性好

材料硬度隨溫度變化小，由于傳統材質PVC和EPDM密封材料。

TPU聚氨酯彈性體

TPU（熱塑性聚氨酯彈性體）由硬段和軟段組成。

軟段：長鏈多元醇，控制TPU的低溫性能，耐溶劑性和耐候性。包括端羥基聚酯和端羥基聚醚，故TPU分為聚酯型TPU和聚醚型TPU。

硬段：擴鏈劑加成到多異氰酸酯形成。

圖 聚氨酯彈性體制品

優點：耐磨性優異，耐臭氧性極好。硬度大，彈性好。耐低溫性極好，耐化學藥品性也很好。

缺點：是耐老化性不好，具有強極性，易降解，加工溫度窄，成本高。

TPU本身良好的阻尼減震性，所以可用于汽車減震隔音材料上。值得注意的是微發泡TPU的發展，微發泡TPU與未發泡TPU相比，密度減輕20%~60%；抗沖擊性能可提高5~7倍，同時具有隔音、隔熱、減震等功能。可以作為一種良好的汽車防噪材料。

五、總結

近30多年來，國際上汽車高分子材料尤其是塑料的用量在不斷增加，平均每輛車上塑料的用量從20世紀70年代初的50--60kg已發展到目前的150kg，而且增長還在繼續。在日本、美國和歐洲等發達國家中，每輛轎車平均使用塑料已超過150kg，占汽車總重量的10%，而且這種趨勢在今后將會越來越明顯，市場潛力將會越來越大。

文中文字素材來自百度文庫、艾邦公眾號，圖片素材來自網絡，艾邦高分子整理提供。

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會議時間：2017年9月9日

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