三菱開發(fā)出使用竹纖維的汽車內(nèi)裝材料
三菱汽車工業(yè)在“第17屆聚合物材料論壇”(高分子學(xué)會主辦,2008年11月27日~28日于廣島國際會場舉行)上宣布(演講序號2PA02),開發(fā)成功了用竹纖維做強化材料的復(fù)合樹脂材料,目標是用于汽車內(nèi)裝部件。將竹纖維用作汽車部件尚屬首次。使用植物原料旨在減少二氧化碳的排放量。目前,該公司正在研討量產(chǎn)化相關(guān)事宜,“希望將成本降至現(xiàn)有材料的1.5倍左右”。 竹子的纖維化的工序如下,首先將竹子分割成四塊并去除竹節(jié),然后用特殊設(shè)備(未公開)進行粉碎和獲取纖維。此前,竹子的纖維化是采用蒸汽爆碎(水蒸氣加熱分解纖維)的方法,不過因產(chǎn)生乙酸、甲酸、乙醛和VOC(揮發(fā)性有機化合物)等無法用于汽車用途。而此次的方法則不存在這樣的問題。 該公司通過合成(1)PBS(聚丁二烯-苯乙烯)樹脂和(2)聚丁烯樹脂制成竹纖維。這兩種樹脂多采用植物原料。 (1)PBS樹脂是糖和淀粉發(fā)酵生成的琥珀酸和石油中的1,4-Butanediol直接脫水縮合而成?;旌现窭w維和PBS纖維制成雜化纖維,通過熱壓成形技術(shù)使之成形。植物含量(植物材料所占的重量比例)約為83%。 作為該復(fù)合材料的物理特性,機械性能已達到實車使用水平。該復(fù)合材料已用于從2008年2月開始提供各電力公司試驗的電動汽車“iMiEV”的后擋板內(nèi)飾。存在的問題是,該材料加水易分解,必須添加水分解抑制劑,但抑制劑價格較高且耐熱性較低(負荷彎曲溫度為109℃),因此采用部件受限。目前,正在討論用于“iMiEV”量產(chǎn)車的可行性。 (2)聚丁烯是多元醇成分和聚亞胺酯成分反應(yīng)生成的樹脂,其中的大部分多元醇由蓖麻油多元醇和椰油甘油代替。在竹纖維中添加粘合樹脂制成雜化纖維,將該雜化纖維裝滿金屬模具,利用反應(yīng)射出成形機(RIM)注入多元醇成分和聚亞胺酯成分,使之反應(yīng)硬化后成形。植物含量約為60%。 該復(fù)合材料的物性值方面,負荷彎曲溫度為193℃,各項指標值均較高。不過,作為汽車材料,與一般的PP(聚丙烯)樹脂相比還存在生產(chǎn)速度慢、制造成本高的問題,因此今后將進一步改進。主要用于車門裝飾板基材、座席后擋板和車頂材料等。 關(guān)于二氧化碳排放量的削減效果,試算了整個生命周期(從原料的采用到廢棄)的二氧化碳排放量,竹纖維PBS樹脂復(fù)合材料約為原石油類PP樹脂的51%,竹纖維植物制氨基甲酸乙酯樹脂復(fù)合材約為28%,削減效果顯著。
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