隨著人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，汽車(chē)工業(yè)對(duì)于車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量的控制和要求也越來(lái)越嚴(yán)格。對(duì)于車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量，目前主要檢測(cè)的相關(guān)有毒有害氣體物質(zhì)是苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛等八種有致癌性的氣體，統(tǒng)稱為揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）。汽車(chē)密封條作為汽車(chē)的重要零部件，對(duì)整車(chē)的 VOC 有著較大的貢獻(xiàn)量。密封條的材質(zhì)主要是以三元乙丙橡膠（EPDM ）為主的橡膠材料。本工作主要通過(guò)分解密封條的主要組成部分，研究各組分和原材料對(duì)密封條產(chǎn)品VOC 的貢獻(xiàn)量，并研究環(huán)境溫度、停放時(shí)間等工藝條件的影響，進(jìn)而通過(guò)選擇環(huán)保的橡膠原材料并配合優(yōu)化的生產(chǎn)工藝，降低密封條產(chǎn)品的整體VOC，使之滿足汽車(chē)主機(jī)廠的性能要求。

汽車(chē)密封條是汽車(chē)的重要零部件之一，廣泛用于車(chē)門(mén)、車(chē)窗、車(chē)身、天窗、發(fā)動(dòng)機(jī)箱和后備（行李）箱等部位，具有隔音、防塵、防滲水和減震的功能，保持和維護(hù)車(chē)內(nèi)小環(huán)境，從而起著對(duì)車(chē)內(nèi)乘員、機(jī)電裝置和附屬物品的重要保護(hù)作用。隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，密封條的美觀、環(huán)保、舒適功能的重要性日益凸現(xiàn)。國(guó)外汽車(chē)業(yè)已將安裝在汽車(chē)各部位的密封系統(tǒng)（稱為汽車(chē)密封系統(tǒng)，Automo-bilesealing system）進(jìn)行專門(mén)的研究和開(kāi)發(fā)，其重要性正在日益受到人們的關(guān)注。

1、密封條的分類

1.按密封件安裝部位（部件）的名稱分類包括：發(fā)動(dòng)機(jī)蓋密封條（hood），又可分為前部、側(cè)圍和后部；門(mén)框密封條（doorseal）；前、后風(fēng)窗密封條（windowscreen）；側(cè)窗密封條（sidewindowsealing）；天窗密封條（sunroofsealing）；車(chē)門(mén)頭道密封條（primarydoor seal）；窗導(dǎo)槽密封條（glassrunchannel）；內(nèi)外側(cè)條（水切）（waistline）；行李箱密封條（trunkseal）；防噪聲密封條（anti-noise）；防塵條（anti-dust）等。

2.按密封特點(diǎn)分類，可分為天候密封條（weatherstrip）和一般密封條（sealing）。其中，天候密封條帶有空心的海綿泡管，有較好的溫濕度保持功能。常用天候密封條有門(mén)框密封條、行李箱密封條、發(fā)動(dòng)機(jī)箱蓋條等。常用一般密封條有前后風(fēng)窗密封條和角窗密封條、內(nèi)外側(cè)條等。

3.按膠料復(fù)合結(jié)構(gòu)分類，可分為純膠密封條--由單一膠種構(gòu)成；二復(fù)合密封條--由密實(shí)膠和發(fā)泡海綿膠構(gòu)成，經(jīng)常在密實(shí)膠內(nèi)部在軸線方向包含金屬骨架材料；三復(fù)合密封條--由兩種密實(shí)膠（其中一種為淺色）和海綿膠構(gòu)成，通常在密實(shí)膠內(nèi)部包含金屬骨架和增強(qiáng)纖維。四復(fù)合密封條--上海申雅密封件有限公司在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)了由4種膠料構(gòu)成的復(fù)合密封條，在綿膠（泡管）的表面又包覆了一層薄薄的保護(hù)層膠，從而進(jìn)一步提高密封件的使用壽命。

4.按材料品種分類，可分為橡膠密封條；塑料密封條；熱塑性彈性體密封條。

5.按表面處理狀態(tài)分類，部分密封條表面經(jīng)過(guò)附加處理，可分為植絨類密封條；表面涂層密封條；有織物貼飾密封條。

6.特殊功能分類，有些密封條具有電子智能功能，如防夾傷密封條等。

2、汽車(chē)密封件的材料

2.1 三元乙丙橡膠

三元乙丙橡膠（EPDM）系由乙烯、丙烯單體加入少量非共軛二烯烴聚合而成。其結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是在聚合物分子主鏈上無(wú)不飽和雙鍵，而在支鏈上引入了不飽和雙鍵。因而具有優(yōu)良的耐天候性、耐熱性、耐臭氧、耐紫外線性以及良好的加工性能和低壓縮永久變形，是生產(chǎn)密封條的首選材料。目前，汽車(chē)密封條材料絕大部分都是采用EPDM作為主要原料。

根據(jù)密封條各部位和功能的不同，在實(shí)際應(yīng)用中，在EPDM材料中加入硫化、防護(hù)、補(bǔ)強(qiáng)、操作體系材料和特殊賦予材料（如著色劑、發(fā)泡劑），形成密實(shí)膠（包括黑色膠和彩色膠）和海綿膠。

2.2 聚氯乙烯

聚氯乙烯（PVC）是傳統(tǒng)的通用塑料，通過(guò)改性其耐老化性能和橡膠感大為改善，但由于其彈性較差，在密封條上主要用作內(nèi)外側(cè)條和一些密封條的夾持部位材料。在卡車(chē)、農(nóng)用車(chē)上PVC也常用作車(chē)身門(mén)框密封條，在轎車(chē)上常和EPDM組合用作淺色輔料。

2.3 熱塑性彈性體

熱塑性彈性體材料（TPE/TPV）是近年來(lái)發(fā)展的材料，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由塑料和橡膠兩相組成，故在一定程度上兼有了塑料和橡膠的特點(diǎn)，在加工過(guò)程中無(wú)須硫化，容易實(shí)現(xiàn)精確斷面的控制，同時(shí)材料在一定條件下可回用，對(duì)環(huán)境污染小，因此，很受整車(chē)和密封系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的關(guān)注。但由于其彈性較差，壓縮永久變形較大，同時(shí)在海綿體的制造方面技術(shù)尚不夠成熟，且價(jià)格較高，故其用量受到很大限制。目前，主要部分用于車(chē)窗側(cè)條和窗導(dǎo)槽的制造。隨著TPE制造技術(shù)的提高和完善，其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大。

2.4 輔助材料

骨架：骨架在密封條中起支撐和夾持固定作用，最常用的骨架有金屬帶骨架和鋼絲聯(lián)線骨架，其中金屬骨架又可分為沖切、滾壓和平板式，材料有低碳鋼、鋁和鋁鎂合金等，在結(jié)構(gòu)上分為單橋、雙橋、拉伸、對(duì)稱和非對(duì)稱型，以滿足手工、錘擊和滾壓工裝等不同裝配工藝的需要。近年來(lái)，輕量化和良好的追隨性骨架發(fā)展迅速。

植絨絨毛：通常采用纖度在3-4D的聚酯纖維和錦綸纖維，顏色以黑色居多。近年來(lái)，彩色絨毛也得到青睞和應(yīng)用。

涂層材料：涂層材料分為聚氨酯類和硅樹(shù)脂類，有良好的減磨作用，傳統(tǒng)涂料中大部分為有機(jī)溶劑，對(duì)環(huán)境有污染，最近推出的水基涂料不僅外觀好，而且可部分替代植絨，有良好的降低摩擦系數(shù)的作用，是涂層材料的發(fā)展方向。

不干膠：系無(wú)硫化系統(tǒng)的丁基膠漿，可長(zhǎng)期保持塑性和粘結(jié)力，在門(mén)框條和行李箱密封條的夾持部位起著輔助密封作用。充氮熱融性不干膠密封效果好，可應(yīng)用于一些特殊要求的情況。

3、 密封條的技術(shù)條件和試驗(yàn)類型

為確保密封條的功能和使用可靠性，密封條必須通過(guò)一系列試驗(yàn)，符合所需的各種技術(shù)要求。密封條技術(shù)要求和試驗(yàn)類型大致可分為4類：

3.1 基本性能試驗(yàn)

密封條的基本性能試驗(yàn)包括：

1.材料試驗(yàn)：包括材料的各種機(jī)械性能，包括拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長(zhǎng)、硬度、密度、脆性溫度、耐水性、耐臭氧老化性、耐紫外線性能、耐熱老化、污染性、腐蝕性等。

2.成品試驗(yàn)：密封條的力學(xué)性能，如壓縮永久變形、壓縮負(fù)荷、插拔力、低溫性能、耐光照老化、氣味、顏色和色澤、植絨和表面涂層的磨耗和剝離試驗(yàn)、各部位間結(jié)合力等。

對(duì)于汽車(chē)用橡膠密封條，我國(guó)汽車(chē)行業(yè)最新標(biāo)準(zhǔn)QC/T639-2004已由國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)于2004年10月發(fā)布，并于2005年4月1日起實(shí)施。

3.2 可靠性和功能試驗(yàn)

可靠性和功能試驗(yàn)包括：車(chē)窗玻璃升降壽命試驗(yàn)，車(chē)門(mén)關(guān)門(mén)力（能量）試驗(yàn)和反復(fù)關(guān)門(mén)（蓋）疲勞試驗(yàn)等，試驗(yàn)不僅在常溫下進(jìn)行，還要在環(huán)境箱中高低溫交變條件下進(jìn)行。

噪聲試驗(yàn)：密封條的靜態(tài)隔聲效果可通過(guò)測(cè)量裝有密封條的整車(chē)對(duì)噪聲的屏蔽來(lái)評(píng)價(jià)，申雅公司在近年建成的噪聲試驗(yàn)室已投入試運(yùn)行，測(cè)試結(jié)果顯示不同型號(hào)轎車(chē)降噪水平差異比較明顯，為密封條的設(shè)計(jì)改進(jìn)提供了實(shí)驗(yàn)手段；動(dòng)態(tài)測(cè)試由整車(chē)在風(fēng)洞中進(jìn)行。

天候試驗(yàn)：在各種惡劣的天氣條件下，觀察密封條的耐久性能。

3.3 裝車(chē)試驗(yàn)

密封條的裝車(chē)試驗(yàn)首先是在標(biāo)準(zhǔn)的車(chē)模上進(jìn)行匹配，通過(guò)空間三維測(cè)量來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。然后在車(chē)身或小批生產(chǎn)車(chē)pre-pilot進(jìn)行裝車(chē)試驗(yàn)。當(dāng)然也有直接在生產(chǎn)的車(chē)身上進(jìn)行裝車(chē)試驗(yàn)，但此時(shí)，由于車(chē)身和車(chē)門(mén)各部尺寸和裝配位置的變差，往往需要多次匹配才能獲得理想的效果。

3.4 道路試驗(yàn)

道路試驗(yàn)是對(duì)整車(chē)性能的試驗(yàn)，密封條作為汽車(chē)零部件要和整車(chē)一起完成對(duì)各種天候和道路跑車(chē)試驗(yàn)。合格的密封條在經(jīng)歷了這些試驗(yàn)之后仍應(yīng)保持良好的性能。

4、 密封條的制造

橡膠密封條主要流程包括煉膠、擠出硫化和后加工三部分。

在煉膠過(guò)程中，通過(guò)計(jì)算機(jī)嚴(yán)格控制各種原料配方和溫度、壓力、時(shí)間等加工條件。制備粒狀或帶狀的混煉膠。對(duì)PVC和TPE密封條一般可直接選購(gòu)合適的粒子料直接供擠出加工。

橡膠密封條在實(shí)際生產(chǎn)中，一般都把擠出和硫化工序合在一起。在擠出硫化過(guò)程中，各種粒狀或帶狀的混煉膠和骨架材料共同經(jīng)擠出機(jī)口模復(fù)合擠出，并經(jīng)高溫硫化，在此過(guò)程中，口模的設(shè)計(jì)制造和硫化的方式、條件對(duì)產(chǎn)品的性能和質(zhì)量起著關(guān)鍵的作用，若口模設(shè)計(jì)不合理會(huì)引起密封條在擠出時(shí)壓力和斷面的波動(dòng)，流道死角會(huì)造成膠料焦燒以及通過(guò)不同流道材料結(jié)合不良等缺陷；運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行流動(dòng)狀態(tài)模擬和數(shù)字化口模技術(shù)，可提高口模質(zhì)量并縮短口模設(shè)計(jì)和制造的周期。過(guò)硫和欠硫都會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)不良的影響。在硫化工藝方面，鹽浴硫化因易產(chǎn)生對(duì)環(huán)境的污染已很少被采用，現(xiàn)在絕大部分工廠都采用微波和熱空氣聯(lián)合加熱的方式，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制生產(chǎn)線各點(diǎn)的溫度、速度、壓力，可保證理想的硫化條件和擠出質(zhì)量。根據(jù)密封條安裝部位的不同，有些密封條需要在表面進(jìn)行植絨、噴涂及在密封條夾持部位添加不干膠，這些工序通過(guò)專門(mén)的裝置均可在線完成。

對(duì)于PVC和TPE密封條無(wú)須經(jīng)過(guò)硫化，其他工序和橡膠密封條的擠出相似。

后加工過(guò)程可分為切割加工、模壓成型（接頭、接角）和后處理三個(gè)主要工序。在切割加工工序中，需要將密封條加工至所需的形狀和尺寸，為保證其良好的加工精度和互換性，使用多工位聯(lián)合加工設(shè)備可取得比較滿意的效果。在模壓成型工序中。為保證精確的形狀通常采用注射硫化成型的方法。近年來(lái)，越來(lái)越多的整車(chē)采取組合式密封條，將幾種密封條多個(gè)斷面復(fù)合在一起。后加工工序正在向組合化、模塊化的方向發(fā)展。

后處理工序包括線外植絨和噴涂，安裝固定密封條的銷(xiāo)釘和雙面膠帶以及精整修邊工作，對(duì)于一些高檔轎車(chē)，在后處理時(shí)植入傳感器，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到一定值后發(fā)出信號(hào)，可控制車(chē)窗升降電機(jī)的工作，并具有防止夾傷的功能。對(duì)于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，在后處理工序流水化生產(chǎn)線和機(jī)器人的應(yīng)用是發(fā)展的趨勢(shì)。

5、 密封條的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)

我國(guó)汽車(chē)密封條的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)起步較晚，主要是對(duì)已有車(chē)型配套，進(jìn)行工藝開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，無(wú)需進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。隨著我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，要求密封條實(shí)現(xiàn)同步開(kāi)發(fā)不僅是整車(chē)廠的強(qiáng)烈要求，也是密封條企業(yè)自身發(fā)展的最重要途徑。密封條的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)可包括以下幾個(gè)部分：

1.材料設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)。采用DOE方法建立材料模型，根據(jù)密封條的產(chǎn)品需要設(shè)計(jì)材料配方并確定其他原輔材料和工藝。

2.概念設(shè)計(jì)。從車(chē)體的三維數(shù)據(jù)出發(fā)，根據(jù)車(chē)身的車(chē)門(mén)、窗的設(shè)計(jì)相互位置和間隙通過(guò)三維CAD系統(tǒng)（常用CATIA和UG軟件）進(jìn)行密封條的斷面、幾何形狀和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3.快速樣件（prototype）驗(yàn)證。按設(shè)計(jì)斷面和密封條的結(jié)構(gòu)三維模型，通過(guò)激光快速成型和快速模型的方法制造彈性體的快速樣件。這種快速樣件具有類似橡膠的彈性，無(wú)須開(kāi)制金屬模具即可快速制造，并可在車(chē)體上進(jìn)行裝車(chē)匹配試驗(yàn)。根據(jù)裝車(chē)匹配的效果，可對(duì)密封條的三維模型進(jìn)行修正。

4.有限元分析（CAE）。通過(guò)CAE分析軟件，分析設(shè)計(jì)密封條的結(jié)構(gòu)和受力變形行為，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬密封條在裝車(chē)過(guò)程中所受的應(yīng)力和應(yīng)變分析，驗(yàn)證或優(yōu)化改進(jìn)密封條的結(jié)構(gòu)及材料設(shè)計(jì)。

近年來(lái)CAE分析的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，利用相關(guān)軟件進(jìn)行擠出口模的流道設(shè)計(jì)和密封條的隔噪聲性能的分析工作已經(jīng)開(kāi)始得到應(yīng)用。

5.原始（原型）樣件：根據(jù)設(shè)計(jì)的數(shù)模，制造手工樣件并進(jìn)行裝車(chē)測(cè)試，根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整工裝或修改設(shè)計(jì)。

6.工裝樣件（OTS）：使用批產(chǎn)工裝制造樣件，供測(cè)試和整車(chē)廠認(rèn)可。

7.測(cè)試：除道路試驗(yàn)外，各種測(cè)試必須在向整車(chē)廠遞交工裝樣件之前完成。

隨著我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，汽車(chē)密封條設(shè)計(jì)、制造和標(biāo)準(zhǔn)化工作正在迅速發(fā)展。環(huán)保化、模塊化、輕量化和智能化密封條將是未來(lái)發(fā)展方向；同步設(shè)計(jì)將是密封條企業(yè)面臨的重要任務(wù)；在線質(zhì)量控制和各種防錯(cuò)技術(shù)將進(jìn)一步得到長(zhǎng)足的發(fā)展；設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)高質(zhì)量和低成本的汽車(chē)密封系統(tǒng)是我國(guó)汽車(chē)密封條行業(yè)的宗旨和目標(biāo)。