2024年我国新能源汽车销量达到1286.6万辆，同比增长35.5%，预计2025年新能源汽车销量将达到1700万辆。
汽车轻量化技术通过“材料-工艺-结构”协同创新实现能效与性能双提升，电动汽车车身减重10%可使续航提升5%～8%，每减重100kg降低碳排放量7.5～12.5g/km。目前，钢铝混合车身、热成型钢占比达64%，铝合金应用率达76.8%，碳纤维复合材料在高端车型中的渗透率突破2.5%。
热塑性材料加速替代金属，单车用量从2019年的150kg增至2025年的250kg（新能源车），耐高温聚醚醚酮（PEEK）、低介电液晶聚合物（LCP）等高性能材料在智能驾驶传感器中的渗透率年增加量超20%。在“双碳”目标驱动下，汽车材料研发聚焦全生命周期减排。新能源汽车的发展对材料的要求逐步向高性能轻量化材料、低碳环保材料和功能化材料等转化。
本文综述了聚丙烯（PP）、聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）及PEEK等热塑性材料在汽车领域的性能优化策略与应用进展，探讨了热塑性材料在电动化、智能化、环保化等领域的技术发展趋势。
热塑性高分子材料在汽车中的应用概况
1.PP材料
在汽车轻量化与智能化双重变革下，PP凭借高设计自由度、低成本及优异性能成为汽车新质生产力的关键材料。目前，PP在整车塑料用量中占比超40%。通过三类创新应用实现减重突破：
1）内外饰件。采用改性PP制造仪表面板、门板等，较金属件减重50%。
2）结构件。应用玻璃纤维增强PP，拉伸强度达80MPa，用于车身面板实现25%轻量化。
3）功能件。利用长玻璃纤维增强PP制造电池托架等部件，抗冲击性提升3倍。针对新能源汽车智能化催生的电磁屏蔽需求，PP材料正突破技术瓶颈：如通过锶铁氧体填充改性，当填料含量达30%（w）时，电磁屏蔽效能提升至32dB，较传统金属材料减重60%。
创新性微胶囊结构设计通过氧化石墨烯调控碳纳米管分布，制备PP/石墨烯/碳纳米管复合材料。
PP/石墨烯/碳纳米管复合材料制备示意图
石墨烯和碳纳米管形成的双导电网络使材料电导率突破102S/m，电磁波传播路径延长40%，实现45dB的屏蔽效能，较纯PP材料提升200%。
2.PA材料
PA也被称为尼龙，作为一种高性能工程塑料，具有卓越的机械强度、良好的耐磨性和优异的化学稳定性，在汽车领域应用持续突破，在发动机系统（进气歧管、油底壳）与电气系统（传感器外壳）中的使用占比超35%。车用PA材料约占汽车塑料总用量的10%～15%（w）。
尼龙材料进气歧管
为实现轻量化和减碳，碳纤维增强、纳米复合等技术正推动PA性能跨越式升级。通过KH550偶联剂对碳纤维表面改性，PA6基连续碳纤维复合材料拉伸强度提升至480MPa，模量突破47.9GPa，界面结合强度提高30%，显著优化动力系统部件承载能力。
纤维素纳米接枝PA6使拉伸强度达108MPa，玻璃化转变温度提升至92℃,耐热性突破传统PA极限。
废微纳米碳化钨填充PA66，在PA66添加量为30%（w）时拉伸强度增幅达28%，热变形温度提升15℃,实现工业固废高值化利用。
目前，PA技术已形成“强度提升-耐温突破-循环增强”的三维创新体系，推动汽车部件减重幅度突破40%，助力新能源汽车向高性能和低碳排放方向发展。
艾邦于12月18日在深圳举办“2025年第11届工程塑料创新应用论坛”，届时金发科技将带来《特种聚酰胺材料在汽车及电子电器领域的创新应用》的报告演讲，欢迎感兴趣的朋友参会交流。
3.PC材料
PC是一种分子链中含有碳酸酯基的高分子化合物，具有耐老化、抗冲击和耐化学品等特性。车用PC材料约占汽车塑料总用量的2%～5%（w）。PC虽具备高透明、抗冲击等特性，但分子链刚性导致的低韧性限制了它在汽车关键部件的应用。
针对PC材料中内应力导致的开裂问题，研究者在PC材料中加入少量聚乙烯醇缩丁醛，降低材料的内应力，提高耐环境应力开裂。
在阻燃PC材料中添加5%（w）的微交联聚硅氧烷，可使阻燃PC材料缺口冲击强度提高至75.4kJ/m2，拉伸韧性提升46.5%，有效解决了高内应力的难题。
异山梨醇基PC通过调节1，4-苯二甲醇比例，实现柔韧性精准调控，断裂伸长率提升60%以上。
目前，PC增韧技术已形成“分子改性-复合增强-结构优化”多维解决方案，推动汽车轻量化材料冲击性能突破行业瓶颈，为全景天窗、先进驾驶辅助系统传感器罩等高端应用提供强支撑。
4.PBT材料
PBT是一种由对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与1，4-丁二醇经缩聚反应制得的结晶性线型饱和聚酯。PBT凭借高结晶性、耐热性及加工优势被广泛应用于汽车连接器、传感器等关键部件。车用PBT材料约占汽车塑料总量的1%～3%（w）。
PBT连接器 图源：中新华美
PBT的酯基结构在高温、高湿度环境下易水解，制约着可靠性进一步提升。通过添加碳化二亚胺抗水解剂，捕捉水分子及羧基，并结合耐水解玻璃纤维（表面活性基团与羧基反应），使无卤阻燃PBT在85℃及85%湿度下1000h后力学保持率超90%，其中，缺口冲击强度保持率为91.8%。PBT协同扩链机理如图所示。
PBT 协同扩链机理示意图
可看出，通过环氧基扩链剂与层状水滑石协同作用，增强PBT端基（羧基、羟基）与无机相的界面结合，使材料的拉伸强度保持率提升40%，湿热老化后性能衰减降低60%。采用环氧/氨基硅烷双处理玻璃纤维复合材料抑制界面水解，使PBT/玻璃纤维复合材料在120℃饱和蒸汽环境中拉伸强度保持率突破85%，较传统玻璃纤维提升2.3倍。
目前，PBT耐水解技术已形成“分子设计-界面工程-环境适配”三位一体解决方案，推动汽车电子部件在智能电动化场景下的可靠性标准升级，助力新能源车高压连接器等核心部件实现10年30万公里的耐久目标。
5.PEEK材料
PEEK作为一种性能极其优异的特种工程塑料，具有耐高温、耐腐蚀、生物稳定性、力学性能优异等，PEEK复合材料在汽车、航空、航天、医疗和机械传动等关键领域扮演着十分重要的角色。PEEK材料的单车用量约为0.5～1.5kg。
PEEK虽然具备耐高温（>260℃)、高强度等特性，但高速重载工况下的高摩擦系数（0.3～0.4）与散热缺陷制约了它的应用范围。通过界面优化与复合改性技术，PEEK耐磨性实现跨越式突破。添加0.25%（w）的二硫化钼使PEEK摩擦系数锐减68%，抗磨性能超越碳纤维增强体系，散热效率提升50%。
在PEEK中添加Al2O3-磷酸盐可形成互穿网络结构。添加40%（w）Al2O3-磷酸盐的磷酸盐/PEEK复合材料室温拉伸强度提高15.9%，抗压强度提高74.5%。
羟基化PEEK接枝碳纳米管改性碳纤维界面，层间剪切强度提升至84.7MPa，弯曲模量突破58.4GPa。
交联聚醚酰亚胺网络构筑使PEEK热变形温度提升30℃,分子链段迁移受限，高温承载能力增强200%。
PEEK电驱齿轮
目前PEEK复合材料已形成“减摩-散热-强韧”的性能矩阵，推动新能源汽车电驱齿轮、机器人精密轴承等关键部件寿命突破10万小时级，重塑高端装备可靠性标准。
6.其他热塑性材料
除上述材料外，ABS、ASA、PVC和POM材料等也被广泛应用于汽车零部件。
ABS材料具有高强度、良好的抗冲击和尺寸稳定性、易加工和着色等特点，常用于扶手、门板中嵌板、格栅和后视镜壳体等。ABS材料低气味及回收利用已成为各大汽车厂家关注的热点。
PVC材料具有触感柔软、色泽鲜艳和易加工等特点，主要用于汽车座椅、仪表面板表皮和新能源汽车电排热收缩管包覆等。
POM材料具有强度高、耐疲劳、自润滑和尺寸稳定性等，主要用于汽车保险杠支架、齿轮、轴承、安全带扣等零件。
LCP是一种介于液体和固体结晶之间的聚合物，具有介电常数低、损耗因子低、模量高和线性膨胀系数低等特点，广泛应用于车载继电器、电机转子绝缘纸和动力电池外壳等。
参考资料：热塑性高分子材料在汽车应用上的研究进展，雷亮等