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車用工程塑料邁入新時(shí)代啦！
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發(fā)表時(shí)間：2022-12-30 14:15:43
車用工程塑料邁入新時(shí)代啦！
汽車工業(yè)發(fā)展至今，已經(jīng)形成了新能源、輕量化、智能化、車聯(lián)網(wǎng)四大發(fā)展方向。新能源、輕量化直接促進(jìn)塑料件在汽車上的應(yīng)用，比如內(nèi)外飾中的塑料保險(xiǎn)杠、擋泥板、車輪罩等配件的使用已成為常態(tài)，新一輪的產(chǎn)品變革中，塑料前端框架、塑料尾門等也將成為重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象。
汽車工業(yè)發(fā)展至今，已經(jīng)形成了新能源、輕量化、智能化、車聯(lián)網(wǎng)四大發(fā)展方向。新能源、輕量化直接促進(jìn)塑料件在汽車上的應(yīng)用，比如內(nèi)外飾中的塑料保險(xiǎn)杠、擋泥板、車輪罩等配件的使用已成為常態(tài)，新一輪的產(chǎn)品變革中，塑料前端框架、塑料尾門等也將成為重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象。
不同于前兩者直接推動(dòng)，智能化、車聯(lián)網(wǎng)因需要投入大量的電子電器產(chǎn)品，會(huì)通過(guò)間接的方式推動(dòng)塑料的使用，比如新能源動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)中，支架、框架和端板通常會(huì)選擇有阻燃性的PPE、PC/ABS合金及阻燃增強(qiáng)PA材料。 
高性能塑料
當(dāng)前，PP(聚丙烯材料)及改性PP被大量應(yīng)用在汽車內(nèi)飾件、外飾件及引擎罩下部件中。發(fā)達(dá)汽車工業(yè)國(guó)家單車PP材料使用量要占到整車塑料的30%，是汽車上所有塑料材料中用量最大的品種。
據(jù)發(fā)展規(guī)劃，到2020年，汽車平均塑料用量目標(biāo)達(dá)到500kg/輛以上，約占整車用料的1/3以上。但因?yàn)槲茨艽蛉腙P(guān)鍵結(jié)構(gòu)件、功能件和安全件使用領(lǐng)域，如果單純通過(guò)發(fā)展已經(jīng)趨于瓶頸的PP(聚丙烯材料)及改性PP推動(dòng)車用平均塑料的增長(zhǎng)，難度可謂不小。要進(jìn)一步增加車用塑料的應(yīng)用率，品質(zhì)輕且機(jī)械性能強(qiáng)大的高性能塑料必須要發(fā)力才行。
PP在汽車零部件中的應(yīng)用
但是機(jī)遇是和挑戰(zhàn)并存的。舉例來(lái)說(shuō)，為了精確地在小空間中放置大量的電池單元，電池座和電池支架以及外殼組件必須具有非常強(qiáng)大的尺寸穩(wěn)定性及高度的機(jī)械堅(jiān)固性。根據(jù)電池組的設(shè)計(jì)原理，該材料還必須具有阻燃性，此外，即使是在壁厚低至0.75mm的情況下，也要符合美國(guó)保險(xiǎn)商試驗(yàn)所的UL94可燃等級(jí)的V-0級(jí)。又或者在發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化上，目前的小型化渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)能夠產(chǎn)生非常高的溫度，這使得采用塑料對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件進(jìn)行金屬置換非常具有挑戰(zhàn)性。 
但高性能塑料的優(yōu)點(diǎn)也不能不考慮進(jìn)來(lái)，比如對(duì)正時(shí)系統(tǒng)、油底殼和軸承座殼等發(fā)動(dòng)機(jī)零部件而言，工程塑料相比于金屬可減少摩擦，有利于提升燃燒效率。在過(guò)去的一年，不少企業(yè)抓住了潮流方向，并展示了自家的高性能塑料應(yīng)用案例。
生物基可降解塑料 
根據(jù)經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)發(fā)布的報(bào)告顯示，自2015年以來(lái)，全球塑料垃圾的產(chǎn)生量持續(xù)增加，每年超過(guò)3億噸流入環(huán)境中, 預(yù)測(cè)到2050年將達(dá)到約120億噸。
正因此，車用塑料除了考慮擴(kuò)寬汽車零部件的覆蓋率外，還必須考慮“綠色、環(huán)保、可再生、易降解”的問(wèn)題。解決這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵就在生物基可降解塑料，這種材料具有可降解、原材料來(lái)源廣泛、氣味小、VOCs(揮發(fā)性有機(jī)化合物)含量低等優(yōu)點(diǎn)。在“中國(guó)制造2025”中，生物基可降解塑料就被納入新材料前沿研究領(lǐng)域。 
近年來(lái)，全球大型汽車生產(chǎn)廠以及材料供應(yīng)商紛紛加大對(duì)生物基可降解塑料的研發(fā)投入，比如福特汽車(FORD)在2008年就開(kāi)始研究此類產(chǎn)品的應(yīng)用，如今在北美市場(chǎng)，福特汽車已經(jīng)在汽車上使用了8種可持續(xù)發(fā)展材料，包括大豆泡沫、蓖麻油、麥秸、洋麻纖維、纖維素、木材、椰子纖維以及稻殼。
供應(yīng)商方面，米其林(MICHELIN)推出的Visionary Concept概念輪胎正是瞄準(zhǔn)了廢棄輪胎所引發(fā)的“黑色污染”。數(shù)據(jù)顯示，2015年僅中國(guó)廢舊輪胎就高達(dá)3.3億條，且每年以8%~10%的速度遞增，現(xiàn)在廢舊輪胎已經(jīng)近4億條了。
設(shè)計(jì)極具先鋒性的不僅是米其林一家，比如在去年，荷蘭埃因霍溫理工大學(xué)(Eindhoven University of Technology)生物汽車團(tuán)隊(duì)發(fā)布出了一款可降解汽車Lina，這款車除車輪和懸架系統(tǒng)，均使用由亞麻和甜菜制成的生物基復(fù)合材料，最大特點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)生物降解和輕量化。
但即便概念產(chǎn)品很吸引人，根據(jù)公布的數(shù)據(jù)看，全球塑料產(chǎn)量約為3.35億噸，其中生物基塑料僅占到了1%，這與其成本高、耐熱性差、降解性不可控等缺陷有直接關(guān)系。
生物基可降解塑料未來(lái)在汽車行業(yè)的發(fā)展方向，一是開(kāi)發(fā)達(dá)到汽車行業(yè)應(yīng)用性能要求生物基復(fù)合材料，推廣應(yīng)用并擴(kuò)大市場(chǎng)規(guī)模;二是開(kāi)發(fā)低成本、高性能的生物基材;三是采用生物基纖維或無(wú)機(jī)長(zhǎng)纖維對(duì)生物基可降解塑料進(jìn)行改性，進(jìn)一步改善生物基塑料的綜合性能，推動(dòng)其在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用。
在汽車生產(chǎn)中，100kg的塑料可以替代200~300kg的其他材料，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)油0.5L/百公里。目前，中國(guó)各類型汽車使用塑料已經(jīng)達(dá)到了每輛130~160kg，轎車上塑料用量已經(jīng)達(dá)到了整車自重的10%左右，與世界先進(jìn)水平(9%-12%)相當(dāng)。而在下一階段，如何抓住發(fā)展潮流，提高領(lǐng)軍力會(huì)是我們需要思考的。
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