汽车行李厢是一种要求具有一定承载性的装饰件。伴随着汽车的轻量化以及环保法规和品质要求的不断提高，对行李厢地毯的选用也越发苛刻，其承载性与环境友好性必须满足整车厂的严格要求。

通常，行李厢地毯为多层结构：表面是装饰面料，中间为基材，底部可粘接吸音棉或支撑垫块。其中，基材尤为重要，其面密度决定着整个部件的重量，其刚性决定着整个部件的承载性，其环境友好性决定着整个部件能否达标。因此，对基材的选择至关重要。

通过对大众、通用、福特、日产、丰田和现代等多个汽车品牌共计53种车型(含两厢车6台，三厢车28台，SUV19台)用行李厢地毯基材的调研发现，大约 40%的行李厢地毯采用了高强度纤维板，20%采用了PP蜂窝板，25%采用了PHC材料(如图1所示)。由此可见，目前行李厢地毯基材仍以高强度纤维板为主，其次为PHC和PP蜂窝板。

图1 行李箱地毯基材种类分布图

现阶段，由于国家对整车VOC的管控仅为推荐性标准，因此考虑到整车成本因素，大多数车型仍使用高强度纤维板作为行李厢地毯的基材。

高强度纤维板是在木粉中添加脲醛树脂胶、经热压工艺成型，它具有重量高、板材脆及环保性差等特点，对整车VOC的影响较大。

轻质GMT是PP纤维与玻璃纤维经梳理、层压而成的材料，相对于高强度纤维板具有一定的减重优势，且气味和散发性都较好。

PP蜂窝板是两层PP板与中间的蜂窝结构经挤出、热压成型的一种三层板。由于使用的原材料是PP，因此VOC含量小，是行李厢地毯减重常用的基材。

PHC材料是利用纸芯做支撑，上下层采用玻璃纤维毡做增强材料，经聚氨酯喷涂粘接后热压成形的一种三明治夹心复合材料，这种结构可以通过调节纸芯、玻纤及PU料来满足不同的刚性要求，其设计自由度较高，是实现行李箱地毯多功能化的推荐用材。

上述4种板材被用作行李箱地毯基材时，在复合面料的过程中，除PP蜂窝板可直接热压成型零件外，其他3种板材都需使用粘合剂来粘接面料与基材。

在此，对PHC板材(面密度2500g/m2)、高强度纤维板(面密度4000g/m2)、PP蜂窝板(面密度1800g/m2)及轻质GMT板材(面密度2500g/m2)这4种行李箱地毯基材的机械性能、VOC排放、产品承载性能及成本等进行分析比较。

弯曲性能

由于PHC板材、轻质GMT、高强度纤维板和PP蜂窝板的组成迥异，因此，弯曲性能的测试方法也有所不同。针对蜂窝夹层结构的PHC板和PP蜂窝板，采用GB/T 1456测试方法检测其弯曲强度和弯曲模量，而针对高强度纤维板和轻质GMT，则采用GB/T 9341方法。

经4个循环(40℃/95%RH/16h→-20℃/0.5h→85℃/6h为一个循环)的耐老化性能测试后，4种板材的弯曲强度和弯曲模量对比如图2所示。从图中可以看出，轻质GMT、PHC板和PP蜂窝板的刚性下降较少，高强度纤维板的刚性下降了40%，说明高强度纤维板对环境的耐受性较差。

图2 不同行李箱地毯板材的弯曲性能对比

耐冲击性能

由于PHC板材和PP蜂窝板为蜂窝夹层结构，不适合采用GB/T9341悬臂梁冲击测试冲击强度，只能用板材的落锤冲击强度来代替。

低温落锤冲击是将板材在-20℃下冷冻4h以上，采用400g的落锤A锤(直径29mm，底端球头半径20±0.5mm的圆柱体)从50mm高度垂直落下冲击板材。常温落锤冲击是采用2000g的落锤B锤(直径85mm，底端球头半径80±1mm的圆柱体)从50mm高度垂直落下冲击板材。

做该测试的板材均已完成了4个循环的老化测试。该测试结果见表1，由此可见，高强度纤维板的抗冲击性能最好。

表1 经4个高低温循环后板材的冲击强度

尽管如此，将4种板材复合面料制成行李箱地毯后再次做落锤冲击试验，结果，4种板材均没有出现裂缝或断裂等异常现象，这可能是因为面料层对落锤的冲击有一定的缓冲，同时面层无纺布掩盖了板材的轻微变形缺陷。

VOC排放

4种行李箱地毯基材的VOC排放量见表2。其中，苯类物质和TVOC的含量按照热解析法、采用GCMS进行检测和分析;醛酮类物质按照甲醛挥发法、采用液相色谱仪进行检测和分析。

表2 不同行李箱地毯基材的VOC测试结果

从表2可以看出，高强度纤维板甲醛的挥发量较高，这是因为其在热压成型过程中使用了脲醛树脂胶;PHC的挥发量次之，因为使用了PU泡沫;PP蜂窝板和 GMT因使用的原材料均没有太多的VOC挥发，因此挥发量较低，但轻质GMT板材的VOC略高于PP蜂窝板，因为其背面复合了无纺布。

承载能力

行李箱地毯总成的承载试验通常是将零件装配在实车上进行的。一般是在行李箱地毯总成上均匀找出9个点，如图3所示，在每个点上放置75mm的钢板(3mm 厚)和EVA垫片(5mm厚)，施加750N的力，然后测试加载60s后的变形量。采用不同板材的行李箱地毯总成，其承载测试结果见表3。

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图3 行李箱地毯承载力测试加载位置示意图

在测试的9个点上，采用不同板材的行李箱地毯，其承重情况各不相同。一般，前3个点的测试结果均较为理想，变形量很小，而第四到第九个点则对行李箱地毯下的支撑块依赖度较高。采用高强度纤维板的行李箱地毯，其平均变形量最低，而采用PP蜂窝板的平均变形量最高。除此9个控制点外，根据基材和钣金的不同，通常还会在零件上选取其他3个薄弱点进行测试，测得的最大变形量分别是：高强度纤维板 13mm，PHC 14mm，PP蜂窝板30mm，GMT 17mm。总之，PHC和高强度纤维板的承载能力较好。

表3 行李箱地毯承载力测试结果

成本

4种行李箱地毯基材的成本对比如图4所示，可以看出，高强度纤维板的成本最低，因此其使用量较大。而轻质GMT和PP蜂窝板都是实现行李箱地毯减重和环保的推荐材料，就成本而言，轻质GMT较PP蜂窝板低，PHC的成本最高。

图4 不同行李箱地毯成本的对比

结论

随着国内汽车保有量的不断增长，人们对汽车舒适性和功能性的关注度越来越高，通过对4种板材的测试不难发现：

1. 高强度纤维板整体力学性能较好，成本较低，但无法封边的工艺导致其耐环境后的尺寸稳定性较差，且甲醛释放量较高，后续不推荐使用;

2. PP蜂窝板和轻质GMT作为行李箱地毯，承重能力稍差，成本居中，可用于有支撑结构(备胎内置且备胎尺寸较小时)的行李箱地毯基材，中低档车推荐使用这两种材料;

3. PHC材料虽然成本较高，但其承载性好，可以用于备胎外置和备胎尺寸较大的行李箱地毯基材。同时，PHC材料还具有尺寸稳定性好、设计自由度高以及环保性较好等优势，在推动汽车轻量化发展以及提升环保、舒适性方面能发挥明显作用。