生物质塑料在汽车上的应用
生物塑料用途

生物塑料用途生物塑料是一种利用生物质资源制成的塑料材料,具有生物降解性和可再生性,因而在环保方面具有重要的意义。
生物塑料可以替代传统的石油基塑料,降低对化石燃料的依赖,减少温室气体的排放,对保护环境和可持续发展具有积极作用。
生物塑料的用途主要包括包装、日用品、医疗器械、农业、建筑等多个领域。
首先,生物塑料在包装领域有着广泛的应用。
由于生物塑料具有生物降解性和可降解性,因此可降解的生物塑料袋、一次性餐具、塑料包装袋等成为了节约能源、减少污染的选择,非常适合用于食品、服装、化妆品等商品的包装。
而生物塑料瓶、生物塑料盒等也成为了替代传统塑料包装的绿色选择,减少了对环境的污染,保护了大自然的生态平衡。
其次,生物塑料在日用品领域也有广泛的应用。
生物塑料纸巾、生物塑料牙刷、生物塑料垃圾袋等产品已经逐渐进入了人们的生活。
尤其是生物塑料购物袋,可以替代传统塑料袋,避免了塑料污染,减少了对环境的破坏。
生物塑料杯、生物塑料碗、生物塑料筷子等餐具也受到了越来越多人的青睐,不仅环保而且安全卫生,符合现代人追求健康的消费理念。
此外,生物塑料在医疗器械领域也有着重要的应用。
生物塑料具有生物相容性强、无毒无害等特点,被广泛用于医疗器械的制造。
例如,生物塑料导管、生物塑料输液瓶、生物塑料注射器等产品,在医疗使用中更加安全可靠,符合卫生标准,有助于保障患者的健康。
另外,生物塑料在农业领域也有着潜在的应用价值。
生物塑料制成的农业薄膜、农业肥料袋等产品,可以降解为有机肥料,减少对土壤的污染,有助于土壤的保护和改良。
同时,生物塑料也可以用于生产农业设备、农业机械等,提高农业生产效率,促进农业的可持续发展。
最后,生物塑料在建筑领域也有一定的应用前景。
生物塑料制成的建筑材料,如生物塑料地砖、生物塑料管道等,具有一定的抗压、防水、绝缘等性能,可以替代传统的建筑材料,达到环保节能的目的。
同时,生物塑料还可以用于生产城市道路、防护栏等道路设施,提高道路的使用寿命,减少对环境的破坏。
塑料在汽车工业中的应用

内饰件 一辆汽车最容易出彩的是内饰件,因为汽车
的外观是给别人看的,而人们真正享受的是汽车的内 饰,内饰强调触觉、手感、舒适性和可视性等。内饰 产品主要包括以下几个方面:
● 仪表板 欧洲汽车的仪表板一般以ABS/PC及增强PP为主
要材料;美国汽车的仪表板多用苯乙烯/顺丁烯二酸酐 SMA,这类材料价格低,耐热、耐冲击,具有良好的 综合性能; 日本汽车 的仪表板 曾采用过 ABS和增 强PP材料,目前则以玻璃纤维增强的SAN为主,有时 也采用耐热性更好的改性PPE。随着电子技术的应用, 高度的控制技术、发动机前置前轮驱动汽车操纵系统 以及其它中央控制系统等将被集中在仪表板周围,因 此,由纺织物来取代目前在聚氨酯发泡体表面覆盖的 聚乙烯表皮将成为可能。
在美国,门内装饰板用ABS或PP注塑成形的居多, 现在我国国产的卡车——斯太尔王也使用同类板。近
年来,车门内饰板为满足耐候性和柔软性,已开始使 用热塑性弹性体与PP泡沫板相叠合的结构。日本开发 了一种冲压成形、连续生产全PP车门内饰板的技术, 门板包括PP内衬板、PP泡沫衬热层和PP/EPDM皮层 结构。
料等。
外饰件 外饰件除了要具有内饰件的功能外,还要求具 有高强度、高韧性、耐环境条件性能及抗冲击性能等。
● 汽车保险杠 保险杠是汽车的主要外饰件之一。保险杠一般采用 模压塑料板材、改性PP材料,或用玻璃纤维增强塑料 经模压、吸塑或注塑成型。桑塔纳轿车的面板材料是 采用共聚丙烯加热塑性弹性体,再加入其它助剂,经 注塑成型的。
根据不同车型的要求,某些车型的保险杠需要喷
漆,如捷达王、新捷达、别克等车的保险杠都进行了 表面喷漆。而桑塔纳和奥迪—100等就直接采用注塑成 形的保险杠,但要求保险杠与车身同一色泽。保险杠 表面经喷漆后,色泽漂亮,但成本增加近一倍,而且 喷漆后的保险杠,其回收再生料的耐寒性和伸长率大 幅度降低,不能再用于制造保险杠。所以,开发可涂 性PP来制造保险杠是当前的研究课题。斯太尔王的保 险杠及前脸连在一起,主要采用SMC压制而成,质量 轻,强度高。
生物降解塑料的新进展与应用

生物降解塑料的新进展与应用塑料制品在我们日常生活中有着广泛的应用,它们易于制造、耐用、轻便、灵活,并且形态多样,是现代化工和制造业不可或缺的材料之一。
但是,由于绝大部分塑料制品是由石油等非可再生资源制成的,并且难以降解,一旦进入环境中就难以分解,造成了严重的污染问题。
此外,它们还有可能释放出有害物质,对人体健康产生危害。
为了解决这些问题,研究人员一直在努力研发生物降解塑料,这种塑料具有与传统塑料相似的性能,但它可以在自然环境中被微生物降解,从而减少环境污染。
一、生物降解塑料的概念生物降解塑料是指通过生物加工作用而在自然环境中分解降解的塑料,它们一般是由可再生或可降解的天然高分子或合成高分子制成的。
生物降解塑料一般具有“可降解”、“可生物降解”、“可生物降解可降解”等特性,同时还要满足良好的物理和力学性能,如抗拉强度、韧性等。
生物降解塑料通常可以按照其来源分类,分为天然高分子生物降解塑料和合成高分子生物降解塑料两种。
天然高分子生物降解塑料是利用生物质资源制备的,具有良好的生物兼容性和可生物降解性。
常见的天然高分子生物降解塑料有淀粉类、纤维素类、蛋白质类等。
而合成高分子生物降解塑料则是通过化学合成得到的,通常是由可降解的合成单体合成而成,例如聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)等。
二、生物降解塑料的新进展随着技术的进步和人们对环境问题的重视,生物降解塑料的研究和应用也得到了快速发展。
目前,研究人员正在开展的一些新进展包括:1.改善降解速率在生物降解塑料的研究中,很多研究人员关注的一个问题就是如何改进降解速率。
有些生物降解塑料虽然能够被微生物降解,但是降解速率很慢,需要很长时间才能分解完全。
因此,研究人员正在探索各种方法来加速分解。
例如,一些研究人员通过改变生物材料的结构和组合,来增加生物降解体系中的微生物数量和代谢速率,从而提高生物降解塑料的降解速率。
此外,还有一些人采用物理学或化学法对生物降解塑料进行改性,提高其降解性能。
植物基本复合材料在汽车行业的应用

植物基本复合材料在汽车行业的应用:
植物基本复合材料在汽车行业的应用主要包括以下几个方面:
1.植物纤维增强复合材料:植物纤维如大麻、亚麻、竹子等具有强度高、耐腐蚀、可降解等优点,被广泛用于制备汽车
零部件。
这些材料不仅可以降低汽车重量,提高燃油效率,还有助于减少碳排放。
例如,宝马汽车公司曾经在电动i3的门板上添加了大麻衬里,以减轻重量并增强耐用性。
国内关于PLA在汽车行业的应用研究也较晚,但推广迅速。
2.生物基塑料:生物基塑料由可再生资源的植物纤维与聚合物混合制成,这种材料坚固、耐热,具有较高的强度和耐久
性,同时还可以生物降解。
生物基塑料在汽车行业中用于发动机罩下部件以及汽车制造和运输过程中使用的地毯、地垫、室内装潢和保护性包装等内饰部件。
某些PLA具有高达140°C的耐热性、抗冲击性、抗紫外线性、高光泽度、出色的着色性和尺寸稳定性。
3.植物油:植物油如菜籽油和葵花籽油等可用于生产生物柴油,替代传统的化石燃料。
生物柴油具有可再生、环保、碳
排放少等优点,在汽车行业中被广泛应用。
环保新材料——生物降解塑料

环保新材料——生物降解塑料随着全球环保意识的不断提高,人们对环境污染的关注度也越来越大。
其中,塑料污染是一个严峻的问题。
传统塑料在自然界中分解需要数百年时间,而这样的污染越来越严重,成为全球性问题。
为了解决这一问题,生物降解塑料应运而生。
本文将介绍生物降解塑料的特点和应用前景。
一、生物降解塑料的特点生物降解塑料是由可生物降解材料制成的,可在自然环境中被微生物降解,成为二氧化碳、水和生物质等自然物质,不会对环境造成污染。
与传统塑料相比,生物降解塑料具有以下几个显著特点:1. 环保这是最显著的特点。
传统塑料很难被降解,会对环境造成巨大的负担,而生物降解塑料可以被自然降解,可持续使用,对环境造成的负担更小。
2. 安全生物降解塑料与人体接触后不会对人体健康造成危害,因为生物降解塑料的原料通常来自于天然植物,不含有毒害物质。
3. 可加工性强生物降解塑料具有传统塑料的加工、模塑、喷涂和印刷等性能,因而可以被广泛应用于农业、食品、医疗、纺织和日用品等领域。
二、生物降解塑料的应用前景生物降解塑料的应用前景广阔,根据需求不同,可用于不同的领域,如下:1. 包装行业生物降解塑料可被广泛应用于包装行业,如食品包装、医药包装、日用品包装等。
由于食品包装和医药包装需要经过消毒和高温处理,传统塑料很难分解,给环境带来巨大负担,而生物降解塑料却可以被自然分解,环保又安全。
2. 农业领域生物降解塑料可由玉米、淀粉、豆腐渣等天然 materials 制成,因此可以被应用于农业领域。
例如:用于育苗盘、种植袋、庇护网、果园和花卉温室等地,可降低污染和循环使用。
3. 医疗行业传统塑料在医疗领域应用广泛,但也会带来很大的风险和污染,如难以降解、有害物质可能对人体造成危害等。
而生物降解塑料可以被自然降解,对医疗设备和药品包装无需担心造成的环境和身体污染。
4. 塑料制品替代传统塑料在制造一些日常用品时,无法避免的产生了一些难以降解的垃圾,这对环境造成了污染。
生物降解塑料介绍

生物降解塑料介绍生物降解塑料是一种可以通过自然微生物的代谢作用逐渐降解为水、二氧化碳和有机物的塑料材料。
与传统塑料相比,生物降解塑料具有更高的环保性和可持续性。
本文将介绍生物降解塑料的定义、分类、特点以及其在环境保护和可持续发展方面的应用。
一、生物降解塑料的定义生物降解塑料是指通过生物作用和环境条件下的降解过程,将有机物质转化为水、二氧化碳、甲烷、无毒物质或生物质的塑料材料。
这种降解过程是由微生物酶的作用引发的,而这些微生物酶能够分解大分子化合物为小分子化合物。
二、生物降解塑料的分类生物降解塑料根据来源和降解速度的不同,可以分为两类:一次性生物降解塑料和可降解塑料。
1. 一次性生物降解塑料:一次性生物降解塑料主要来源于油料作物、植物纤维等生物质材料,如玉米淀粉、纤维素等。
这类塑料在特定条件下,如高温、高湿等环境条件,可在相对较短的时间内被微生物分解。
常见的一次性生物降解塑料有PLA(聚乳酸)、PHA(聚羟基脂肪酸酯)等。
2. 可降解塑料:可降解塑料通常由聚合物基料和可降解剂组成,在正常使用条件下具有一定的稳定性和强度。
这些塑料在使用寿命结束后,在自然环境中以微生物的作用逐渐分解。
可降解塑料的降解速度较一次性生物降解塑料略慢,可以根据不同需求调整其降解时间。
常见的可降解塑料有PBAT(聚丁二酸-接枝-乙醇胺)、PBS(聚丁二酸丁二醇酯)等。
三、生物降解塑料的特点1. 环保性:生物降解塑料在降解过程中不会产生有害物质,降解产物对环境几乎没有污染。
与传统塑料相比,生物降解塑料可以有效减少水、土壤和空气的污染。
2. 可持续性:生物降解塑料主要来源于可再生资源,如植物纤维和油料作物,具有可持续发展的特点。
其生产过程中消耗较少的能源和资源,对环境的影响也更小。
3. 降解性能:生物降解塑料可以在不同的环境条件下进行降解,如高温、高湿等,降解产物对环境无害。
降解时间可以根据需求进行调控,满足不同领域的使用需求。
生物塑料在汽车上的应用与展望

丰 田汽 车公 司采用 聚乳 酸 ( P L A)和 洋麻 的 复合 材料研 制开 发 出汽 车轮胎 罩和 车垫 。2 0 0 3年 丰 田公司首 次在 汽车 中使用 生物塑料 ,计 划在 2 0 1 5年 前逐 步将传 统塑料 更换 为生物 塑料 ,汽车
内饰 件将被 首先 更换 。
展 低碳 经济 首选 的新材料 。
化。
1生 物塑料 的概 念 生物 塑料 ( 也称 为 生物质 塑料 )是指 以生物
质 பைடு நூலகம்淀 粉 、植物 纤维 、海产 品贝等天 然物 质为基
-
3 3.
橡塑资源利用- 3 4-
础 ,在微 生物 作用 下生成 的一类 塑料 ,是 最近 二 十 年面 市 的塑料家 族 中的后起 之秀 。 由于 其 中的 当家 品种 聚 乳酸 ( P L A) 由玉米 淀粉 制成 ,也被 形 象地称 为“ 玉米 塑料” 。凭借 原材料 的可 再生性 和 制 品可生物 降解 性两 大优势 ,生物 塑料 成为 发
可 降解 塑料大 致可 分为三 大类 : 光 降解 塑料 、 生 物 降解 塑料 、化 学 降解 塑料 。在 实 际应 用 中主 要 以前 两种 为主 。光 降解 塑料 受紫外 线 强度 、温 度 湿度 、季节 气候 等 因素 的制 约较大 ,降解 时问
很 长 ,且不 易完全 降解 ,到2 0 世纪9 0 年代 ,其研
生物 塑料 终将 取 代 传 统 的石 油基 塑料 。 关键 词 : 生物 塑料 ;汽 车 ;应 用 DO I :1 0 . 3 9 6 9 / j . c n . 1 2 — 1 3 5 0 ( t q ) . 2 0 1 3 . 0 2 . 0 0 7
当前 世界汽 车材 料技 术 发展 的主 要方 向是 轻 量 化和 环保 化 ,轻量 化可 以降低汽 车排 放 、提 高
生物质材料的合成和应用

生物质材料的合成和应用随着人们对化石燃料的依赖逐渐降低,生物质材料正逐渐成为人们重视的新兴材料。
生物质材料是指利用动植物残骸、农林废弃物、生活垃圾等可再生资源,通过生物化学、物理化学等方法制备而成的材料,主要包括生物基塑料、生物基复合材料等。
与传统材料相比,生物质材料具备环保、可再生、能源利用率高等优点,未来有望取代化石燃料的地位。
一、生物质材料的合成1. 生物基塑料最常见的生物基塑料是PLA,它是一种由乳酸合成的环保塑料。
PLA的原材料来自于玉米、甘蔗、木薯等可再生资源,可以在自然环境下快速降解,并产生二氧化碳和水。
PLA可用于制造一次性餐具、生活垃圾袋、纸巾包装袋等产品。
2. 生物基复合材料生物基复合材料是指将天然纤维(如木材、稻草、麻等)与生物基聚合物(如PLA、PHA等)复合而成的材料。
生物基复合材料不仅具有塑料的韧性和强度,同时也具有自然纤维的环保和可再生优点。
近年来,生物基复合材料在家具、建筑、汽车等领域得到广泛应用。
3. 生物基胶黏剂生物基胶黏剂是利用生物基质料制备的一种环保胶黏剂。
它与传统胶黏剂相比,具有低挥发性、低毒性、低污染等优点。
当前,生物基胶黏剂主要用于食品包装、医用胶带、高档装饰材料等领域。
二、生物质材料的应用1. 包装材料生物质材料在包装材料方面有着广泛的应用。
生物基塑料可以用于制造物品包装袋、一次性餐具、饮品杯盖等,生物基复合材料则可用于生鲜包装、快递包装等。
生物基材料的使用,可以最大限度地减少对环境的污染。
2. 建筑材料生物质材料在建筑材料方面的应用也越来越广泛。
生物基聚合物和天然纤维复合而成的生物基复合材料,具备轻质、高机械强度、易加工等优点,可以用于建筑隔墙、地板、天花板等。
3. 能源材料生物质是一种可再生资源,它可以用于制备生物质热能、生物质燃气、生物质液体燃料等能源材料。
生物质热能在许多国家已经成为主要的取暖方式,生物质液体燃料则可以替代化石燃料,成为汽车燃料。
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生物质塑料在汽车上的应用摘要:随着汽车工业的不断发展,轻量化、节能和环保等问题日益凸显。
发展生物质塑料成为降低汽车产业对石油等非可再生资源的依赖并实现汽车塑料可持续性发展的关键一环。
本文主要介绍了生物质塑料的种类、生产工艺,复合材料的加工工艺以及在汽车上的应用。
关键词:生物质塑料汽车天然纤维1. 前言汽车工业是我国国民经济的支柱产业,近几年来已取得迅猛的发展。
随着汽车工业的不断发展,轻量化、节能和环保等问题日益凸现出来。
减少燃料消耗和降低对环境的污染已成为汽车工业发展和社会可持续发展急需解决的关键问题。
实现汽车轻量化,是节省能源的最有效的途径之一。
汽车重量每减轻10%,就会节省6%~8%的燃料。
使用塑料及其复合材料取代金属应用于汽车零部件上已成为汽车轻量化的发展必然趋势和最重要的手段之一。
目前,汽车塑料约占汽车车身总重量的10%,以2010年我国的汽车总产量超过1800万辆计算,需求的塑料量超过几百万吨。
这必然给日益增长的石化产品的消耗带来极大的压力。
随着石油价格的波动性太大,也使得传统石油基聚合物的价格成本无法明确。
为了满足汽车轻量化的需求并降低汽车产业对石油等不可再生能源的依赖,发展生物质塑料成为实现汽车塑料可持续性发展的关键一环。
生物质塑料指的是以木本、禾本和藤本植物及林产品废弃物等可再生生物质资源为原材料,通过生物化工技术,加工制造的高分子材料。
生物质塑料是从原料的角度来分的,与之相对的是以石油等不可再生资源为原料的石油基塑料。
目前生物质塑料主要可以分为三大类:天然高分子材料、完全生物质合成高分子材料以及部分生物质合成高分子材料。
本文将从原材料的加工、具体的应用及存在的问题等方向,对生物质塑料在汽车应用研究做一定的综述。
2. 天然高分子天然高分子材料是最早得到应用的生物质塑料,也是研究比较广泛的生物质塑料,其主要包括淀粉基聚合物材料、天然纤维以及甲壳素等。
目前在汽车工业中应用最多的就是天然纤维。
相对于传统的玻璃纤维,天然纤维及其复合材料具有节约石油资源、废弃后对环境影响小、减重效果更明显(密度小,质量轻)、原料成本低且来源广泛等优点。
天然纤维在汽车内饰件制造的应用已经越来越广泛,并已开始用于汽车外部部件(如挡泥板衬和扰流板)的尝试。
2.1 天然纤维的改性研究宣善勇,男,博士,毕业于中国科学技术大学火灾国家重点实验室,2011年7月进入奇瑞汽车股份有限公司博士后工作站,主要研究方向为聚乳酸复合材料的改性。
汽车制造中常用的天然纤维有麻纤维、竹纤维、木纤维和椰壳纤维等。
天然纤维复合材料由天然纤维和聚合物基体组成。
用天然纤维作为复合材料的增强体,首先需要解决的是亲水性强的纤维与亲油性强的基体之间的匹配问题;其次是天然纤维在聚合物基体中的分散性的问题[1]。
因此,为了制备满足汽车零部件要求的天然纤维复合材料,需要通过对天然纤维进行表面处理。
目前对天然纤维的改性方法包括物理改性方法和化学改性方法。
物理改性方法包括高能射线辐射法、热处理法及机械破碎法等,这些方法只改变纤维的一些物理性能,目的是改善纤维与基体材料之间的物理黏合性能。
化学改性方法包括:接枝共聚法、碱液处理法和混酸处理法等,这些方法改变了天然纤维的表面化学结构,从而改善纤维与基体的相容性[2]。
2.2 成型工艺和应用天然纤维可以作为填充材料通过模压成型及注塑成型等加工方法制备并应用于汽车材料。
传统的制备玻璃纤维复合材料的加工方法结合天然纤维的特性成为各种技术项目开发的切入点。
模压成型是一种重要的天然纤维复合材料加工方法,其关键在于纤维和粘合的聚合物基体组合方法及进入模具的方式。
有的工艺使用预先熔化的聚合物,有些在模压前使用纤维状的聚合物于天然纤维形成共混的砧板,有的在模压前在纤维毡上加入聚合物粉末。
通常以热塑性聚合物作为模压天然纤维复合材料成型为主。
模压后天然纤维在复合材料中起到了增强的作用,能有效提高聚合物基体的力学性能。
Pervaiz等[3]研究了模压成型情况下麻纤维增强PP复合材料的力学性能,结果发现复合材料相对于纯PP有着更好的强度。
天然纤维复合材料模压成型技术已经在汽车上有所应用。
伟世通(Visteon)公司采用一步模压成型方法,使用的是德国R+S公司的成型设备成功制备了汽车门板,并应用于福特公司的“Mondeo”汽车上。
德国戴姆勒-克莱斯勒(Daimler-Chrysler)公司研究中心进行的试验表明,天然纤维复合材料部件具有较高的抗冲性能,其尺寸稳定性和耐候性能也很好。
奔驰公司的E级轿车门板也应用了天然纤维复合材料模压成型。
宝马(BMW)5系列车也应用了模压成型技术生产的汽车门板。
树脂传递模塑成型(Resin Transfer Molding)技术也是制备天然纤维复合材料的一种重要工艺。
它的基本原理是将纤维增强材料放到闭模的模腔内,用压力将树脂胶液注入模腔,浸透纤维增强材料,然后固化,脱模成型制品。
它适合制备大型的且结构复杂的样件,而且制备的样件表面光泽度较好。
RTM相比热压成型,具有质量稳定,成型效率高等特点[4]。
Li[5]比较了热压成型和RTM制备的剑麻平纹织物/聚酯复合材料的力学性能,发现在纤维含量相同的情况下,RTM得到的复合材料性能要优于热压成型得到的复合材料。
RTM工艺制备的天然纤维复合材料常用于高档的车型上,如莲花跑车 Eco Elise。
注塑模塑成型是一种高效的天然纤维增强复合材料成型方法,它主要是针对短纤维的。
Keller等[6]通过注射成型方法制备了黄麻/聚丙烯复合材料,研究了纤维含量和表面处理对复合材料力学性能的影响,发现复合材料的力学性能随着纤维含量的提高而呈线性增长,而纤维表面接枝改性后,力学性能也得到了显著提高。
福特携手英国Qinetig-Led公司,着力开发用于注塑成型内饰件的天然纤维热塑性非织造复合材料技术,以减少汽车工业对不可再生能源的依赖。
3. 完全生物质合成高分子材料完全生物质合成高分子材料可以极大的降低对不可再生能源的依赖。
聚乳酸就是一种完全生物质申城高分子材料,它是由可再生农作物发酵产生的乳酸为最初原料制备得来,这可以减少人们对石油等不可再生资源的依赖,也可以更从容的面对石油资源价格上涨所带来的压力。
同时聚乳酸生产耗能为传统化工产品的20%-50%,而产生的二氧化碳气体只有相应的50%。
聚乳酸拥有优良的生物相容性和力学性能,可以通过多种加工手段制得多种用途的产品。
聚乳酸的最终降解产物为二氧化碳和水,对环境的污染小。
因此聚乳酸是真正的低碳环保聚合物,被公认为能在一定程度上取代传统石油基塑料的聚合物。
[7-9] 目前聚乳酸主要应用于包装材料上,但是随着研究的进一步深入,其在电子产品、汽车零部件上的应用也引起了广泛关注。
日本丰田公司2003年首次在汽车上使用了聚乳酸复合材料,其在“Raum”上采用了聚乳酸和洋麻复合材料用作备用轮胎罩和车垫的材料,后期丰田又在其他车型上使用了聚乳酸材料取代了传统的聚丙烯材料。
日本帝人和马自达公司联合开发的聚乳酸纤维具有较高的耐热性能,并将其应用于汽车坐垫材料。
但是聚乳酸的热变形温度只有60℃左右,很难满足汽车塑料,因此需要对其改性以提高其耐热性能。
目前的研究表明:通过添加成核剂、与具有高玻璃化转变温度(Tg)的高分子材料共混、引入交联结构、纤维增强以及纳米复合等技术可以改善PLA的耐热性能。
普立万(Polyone)公司和尔特普(RTP)公司正在研发PLA/PC复合材料,并积极的将其应用于汽车零部件。
4. 部分生物质合成高分子材料随着石油资源的日益枯竭,开发生物质化学品成为研究和应用的重点,特别是生产一些中间体,并由此合成高性能的高分子材料引起了广泛的关注。
这些中间体包括丁二酸(琥珀酸)、正丁醇、丙烯酸、己二酸、乙酰基及甲基丙烯酸甲酯(MMA)。
而由此合成的高性能高分子材料包括生物质尼龙、生物质聚氨酯及生物质聚对苯二甲酸丁二醇酯等。
以丁二酸为例,首先以秸秆、玉米或木薯为原料,通过筛选、闪蒸、膨化和酶处理将其转化成葡萄糖,接着抽除空气,将二氧化碳泵送入内,在一定的菌株的存在下消耗葡萄糖和二氧化碳生成丁二酸。
在发酵过程中连续加入氢氧化铵调调节PH值,在溶液中形成丁二酸铵,再经过蒸发提浓形成丁二酸结晶。
而形成的丁二酸又可以进一步的经过催化形成丁二醇等中间体 [10] 。
目前,利用该种方法生产丁二酸的企业包括德国的巴斯夫(BASF)、美国的Eastmann、荷兰的普拉克(Purac)、日本的昭和、韩国的SK等,国内的企业有安徽的和兴化工,浙江的鑫富等。
在生产生物基甲基丙烯酸甲酯的情况下,糖类可以被转化为羟基丁酸,然后再转化为2-羟基、2-甲基丙酸。
然后脱水生成甲基丙烯酸。
目前已经有许多公司利用生物质中间体合成高性能的高分子材料,并将其应用于汽车材料。
DSM公司在蓖麻油的基础上推出了一种新型的尼龙410,牌号为EcoPaXX。
这种产品55%来源于可再生资源,熔点高达250℃,吸湿性能低、抗化学腐蚀性能强,因此可以应用于汽车内饰件,包括仪表板等。
我国的苏州翰普高分子材料有限公司基于生物可再生资源(如蓖麻油等)生产的长碳链尼龙工程塑料可以取代传统的尼龙工程塑料应用于汽车制动软管、燃油系统和快速接头等零部件。
2010款丰田Camry轿车采用了一个成型的散热器端部水箱——相对来说要求比较高的应用,需要能够承受长期的化学侵蚀和机械应力。
该水箱采用的材料40%为生物基尼龙,为杜邦公司从可再生的蓖麻油提取的尼龙6/10材料。
日本东丽公司利用来源于生物质资源生产的1,3-丙二醇合成聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT),并将PTT纤维应用于汽车的内饰件织物。
美国杜邦公司利用可再生生物质资源生产的Sorona塑料具有类似于PBT的性能,并积极向汽车行业推广。
德国赢创公司生产的生物质聚甲基丙烯酸甲酯也正在积极的向汽车行业推广。
日本三井化学公司生产的生物质聚氨酯也已经在汽车坐垫上有所应用。
5.结论和展望随着汽车工业的不断发展,轻量化、节能和环保等问题日益凸现出来。
减少燃料消耗和降低对环境的污染已成为汽车工业发展和社会可持续发展急需解决的关键问题。
生物质塑料不仅可以降低汽车行业对不可再生资源的依赖,同时也有利于温室气体的释放。
随着人们对环境问题的关注性增大,生物质塑料将会得到更大的发展。
为了使生物质塑料更有利的在汽车上应用,一些问题仍然需要得到解决,如天然纤维的吸湿性及于聚合物基的相容性、生物质塑料的成本问题等。
6.致谢感谢各位领导的支持,同时感谢新材料技术研究所各位同事给本文提供的帮助。
由于本人水平有限,同时时间比较仓促,文中有错误之处敬请原谅!谢谢大家的支持。
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