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汽車巨頭在全球啟用生物塑料

作者: 汽配人網(wǎng) 發(fā)表于: 2012-08-14
  除了環(huán)保方面的意義,現(xiàn)在汽車制造商及其供應(yīng)商希望從非堆肥的生物基材料中挖掘更多的功能性特點(diǎn)。其中之一無(wú)疑是能生產(chǎn)出更輕巧、更富成本效益的車輛。
  
  據(jù)歐洲塑料工業(yè)協(xié)會(huì)(PlasticsEurope)稱,從以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,每減重5%平均能節(jié)省3%的燃料。
  
  但是,在減重上的優(yōu)勢(shì)并不能完全得到保證。位于比利時(shí)的歐洲汽車制造商協(xié)會(huì)(ACEA)告訴《歐洲塑料新聞》說(shuō),有些“經(jīng)典的”生物塑料,比如聚乳酸(PLA)的密度高于傳統(tǒng)的石油基塑料。
  
  ACEA說(shuō),大豆基座椅泡沫和椅套可能還要更重一些。福特和菲亞特說(shuō),在他們的車型上使用的大豆基座椅重量和傳統(tǒng)材質(zhì)的座椅重量旗鼓相當(dāng)。另一方面,天然纖維增強(qiáng)塑料,根據(jù)其所替換的材料,減重比例在5%至15%之間。
  
  生物塑料不像石油基材料那樣易受石油價(jià)格波動(dòng)的影響,這是傳統(tǒng)塑料不具備的一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。ACEA的一名發(fā)言人說(shuō):“隨著原油短缺日益嚴(yán)重,[生物塑料]的重要性必將日益突顯出來(lái)。”
  
  然而,環(huán)境益處仍是重要的因素。歐洲塑料工業(yè)協(xié)會(huì)的發(fā)言人ThomasBauwens說(shuō):“塑料,無(wú)論使用何種原材料,都是更輕質(zhì)、更富成本效益的材料。除此之外,如果生物塑料能夠進(jìn)一步減輕對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)...那么汽車制造商將會(huì)更有興趣使用生物塑料?!?BR>  
  而且,制造企業(yè)也一定會(huì)對(duì)此更有興趣。福特汽車公司的可持續(xù)發(fā)展業(yè)務(wù)戰(zhàn)略總監(jiān)JohnViera說(shuō),減少對(duì)起伏不定的能源市場(chǎng)的依賴是生物塑料的又一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。
  
  Viera介紹說(shuō),福特在使用大豆泡沫座椅墊后,使得其供應(yīng)鏈得以將生產(chǎn)環(huán)節(jié)中每年對(duì)石油的使用減少了2300噸以上,同時(shí)把二氧化碳排放降低了大約9000噸。
  
  盡管福特?zé)o法通過大豆基座椅來(lái)減輕車重,但采用了蜂窩結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)塑料節(jié)省了20%的重量,從而提高了燃油經(jīng)濟(jì)性,降低了碳排放。所有福特車型的泡沫座椅的靠背和坐墊最多含有24%的可再生材料。而且,每年出產(chǎn)的福特汽車中,有75%的車型在頭靠中添加了大豆泡沫,包括2013Fusion、F-150、Taurus和Explorer。
  
  福特還在研究利用天然纖維來(lái)模塑塑料件,比如稻殼和椰子增強(qiáng)纖維。這能減少生產(chǎn)中對(duì)石油的使用,減輕零部件重量,同時(shí)由于在塑料中添加長(zhǎng)纖維很醒目,能營(yíng)造出更自然的外觀效果。
  
  Viera說(shuō):“我們的團(tuán)隊(duì)在研究最多添加30%天然纖維的配方,通??捎脕?lái)替換傳統(tǒng)汽車塑料復(fù)合材料配方中的滑石或玻璃?!?BR>  
  他提到了2010FordFlex對(duì)麥稈增強(qiáng)塑料的首次應(yīng)用,被用在了第三排車內(nèi)儲(chǔ)物箱中,由此每年節(jié)省了大約9噸的石油消耗。
  
  福特在一些車型的車門中也使用了生物塑料。福特用一種由洋麻這種熱帶植物的纖維制成的50:50聚乙烯復(fù)合材料取代石油基材料用在新款Escape的車門墊板。這種名為L(zhǎng)ignotock的材料含15%酚醛熱固性材料和85%木質(zhì)纖維,比傳統(tǒng)玻璃增強(qiáng)熱塑性塑料重量更輕,消聲效果更好。
  
  另一家汽車巨頭豐田汽車集團(tuán)也通過使用生物塑料把零部件生產(chǎn)的二氧化碳排放量減少了20%,其下屬的豐田加拿大分公司這樣說(shuō)道。
  
  生物塑料零部件從原材料到最終用途的一整個(gè)周期中都實(shí)現(xiàn)了碳中和。通過活的植物來(lái)消除大氣中的二氧化碳,而到期報(bào)廢的零部件通過會(huì)重新釋放出二氧化碳的熱工藝進(jìn)行再生。
  
  豐田自稱是第一家在車輛內(nèi)襯和其他內(nèi)飾表面中使用甘蔗基PET的汽車制造商。在北美,豐田獨(dú)創(chuàng)地將甘薯、玉米和糖用甜菜中提煉出的PLA和其他聚合物結(jié)合在一起。
  
  生物塑料的加工方法取決于所用的汽車零部件。對(duì)于車門裝飾和行李箱區(qū)域飾件,主要將PLA和PET混合。對(duì)于注塑零部件,如防擦板和內(nèi)飾,則在聚丙烯中混入細(xì)磨PLA。
  
  許多豐田車型都使用了大豆基座椅墊,包括Prius、Corolla、Matrix、RAV4和LexusRX350。LexusHS250使用了大量生物基零部件,包括行李箱裝飾、前圍側(cè)飾板、座椅墊、車門防擦板和工具箱區(qū)域。豐田力爭(zhēng)到2015年將其車型中的生物塑料基塑料零部件的比例提升至20%。
  
  意大利汽車制造商菲亞特公司也開始向生物塑料領(lǐng)域轉(zhuǎn)變。菲亞特旗下的研究機(jī)構(gòu)CentroRicercheFiat公司的一名發(fā)言人說(shuō):“使用生物塑料讓我們的產(chǎn)品更加生態(tài)友好,同時(shí)還可能以相同的成本保證同樣甚至更出色的性能?!?BR>  
  菲亞特已在超過100萬(wàn)輛的菲亞特車型中用源自蓖麻油的聚酰胺和源自大豆的聚氨酯來(lái)取代源自石油的傳統(tǒng)塑料,而且今后打算繼續(xù)這么做。在此背景下,菲亞特汽車集團(tuán)2011年向全球交付了近220萬(wàn)輛汽車。
  
  菲亞特在巴西推出的車型使用了聚氨酯座椅泡沫,并添加了約5%的大豆多元醇。菲亞特仍在這方面繼續(xù)尋求突破;比如,泡沫座椅添加的生物材料含量不能超過5%,不然會(huì)失去應(yīng)有的彈性。
  
  菲亞特還在考慮提升其用來(lái)增強(qiáng)部分車型的塑料和彈性體材料的生物填充物的數(shù)量。在2011年,菲亞特憑借在部分燃料管路中使用了杜邦提供的蓖麻油基ZytelRS聚酰胺1010,贏得了美國(guó)和歐洲的塑料工程師協(xié)會(huì)頒發(fā)的汽車創(chuàng)新獎(jiǎng)環(huán)境類大獎(jiǎng)。
  
  通過杜邦的技術(shù)和戰(zhàn)略合作開創(chuàng)源自可再生資源的新穎的高性能材料生產(chǎn)方法,近年來(lái)被一些知名的大型汽車制造商紛紛投入使用。
  
  杜邦的ZytelRS系列生物塑料是一種可再生來(lái)源的長(zhǎng)鏈尼龍產(chǎn)品,生物材料含量達(dá)到60%-100%,且可針對(duì)高溫應(yīng)用加以調(diào)整。杜邦還提供SoronaEP系列20-37%的淀粉基聚合物樹脂,以及HytrelRS系列20%-60%的非食品級(jí)生物質(zhì)熱塑性聚酯彈性體。豐田在日本推出的Prius‘A’alpha車型在儀表板空調(diào)系統(tǒng)插座上就使用了杜邦的SoronaEP。
  
  日本的馬自達(dá)汽車公司自稱在汽車業(yè)開創(chuàng)了兩項(xiàng)先河:一項(xiàng)是將含量超過80%的植物基材料用在PremacyHydrogenRE混合動(dòng)力車的內(nèi)飾件中;另一項(xiàng)是在座椅套中使用了100%植物基生物布料。
  
  美國(guó)江森自控有限公司同時(shí)也將為德國(guó)寶馬集團(tuán)提供結(jié)合了木質(zhì)纖維和塑料的車門鑲板,其重量比傳統(tǒng)材料要輕20%。這類材料將在新版寶馬3系汽車中得到應(yīng)用,將使其燃油效率得到提高。
  
  出于同樣的原因,戴姆勒也在塑料車門襯板中混合了紅麻、亞麻和劍麻。梅賽德斯奔馳的Biome概念車被設(shè)想為一款采用有機(jī)纖維的“實(shí)驗(yàn)室培育”的汽車,這種纖維比鋼材更結(jié)實(shí),但比金屬更輕,且在壽終時(shí)可進(jìn)行堆肥處理。
  
  迄今生物塑料還未被用來(lái)生產(chǎn)汽車外部零部件。英國(guó)的非營(yíng)利性機(jī)構(gòu)國(guó)家非糧食作物中心(NNFCC)的能源和工業(yè)用材料負(fù)責(zé)人JohnWilliams說(shuō),價(jià)格高昂是一大障礙,因?yàn)榇朔N外部零件目前在生產(chǎn)規(guī)模上尚無(wú)法達(dá)到內(nèi)部零部件的規(guī)模。
  
  淀粉基樹脂球團(tuán)提供商CereplastCorp.公司的CEO兼董事長(zhǎng)FredericScheer說(shuō):“[而且]生物塑料在強(qiáng)度上不一定能達(dá)到要求。”
  
  但Williams預(yù)計(jì)不需要多久生物塑料的耐久性將能得到提升。他說(shuō):”我已經(jīng)看到尚未推出這類材料應(yīng)用的主流開發(fā),最終將在外板上得到應(yīng)用?!?BR>  
  Williams還預(yù)計(jì),隨著這一領(lǐng)域的不斷發(fā)展,加上石油價(jià)格可能會(huì)攀升,可再生塑料和傳統(tǒng)塑料在成本上的差距將日益縮小。
  
  來(lái)自歐洲塑料工業(yè)協(xié)會(huì)的ThomasBauwens預(yù)測(cè)說(shuō),隨著歐洲汽車生產(chǎn)的逐步復(fù)蘇,具有更高燃效、更輕質(zhì)的汽車市場(chǎng)總體將有所擴(kuò)大。
  
  他補(bǔ)充說(shuō):“隨著現(xiàn)在歐洲汽車業(yè)把‘綠色汽車’列為行業(yè)發(fā)展重點(diǎn),對(duì)車用塑料材料的需求可能將有所攀升。”
  
  Cereplast公司同樣也把歐洲視為增長(zhǎng)型市場(chǎng)。該公司約有80%的銷售來(lái)自歐洲大陸市場(chǎng),其在這一地區(qū)的業(yè)務(wù)在繼續(xù)擴(kuò)張,去年剛在德國(guó)設(shè)立了新總部,并在意大利買下了一座生產(chǎn)廠。
  
  Cereplast公司的Scheer說(shuō):“我們把歐洲列為我公司在2012年、2013年及今后更長(zhǎng)時(shí)間里的首要重點(diǎn)之一。今后生物塑料將日趨成熟,有一天它們會(huì)取代如今我們看到的大部分傳統(tǒng)塑料?!?BR>  
  

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