生物塑料在汽车上的应用与展望

作者:张慧君 刊名:橡塑资源利用 上传者:杨成娟

【摘要】论述了生物塑料的概念和在汽车上的应用与展望。介绍了生物塑料的性能和价格及其存在的问题。展望未来生物塑料终将取代传统的石油基塑料。

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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、提高燃油效率。轻量化的重要措施就是加大塑料及塑料复合材料在汽车上应用的比重。在汽车工业使用塑料零配件替代各种昂贵的有色金属及钢铁材料,不仅能提高汽车设计制造的灵活性,也可降低零部件加工、装配与维修费用,还有利于节能环保。近年来,塑料及塑料复合材料在汽车上的应用越来越多,如用于汽车内饰件、外装件以及功能件。高性能工程塑料用量的多少已成为现代汽车工业发展水平的重要标志之一。随着汽车向轻量化、低碳、环保方向的发展,塑料和塑料复合材料研究的进一步深入,可以预料在不久的将来,开发全塑料汽车已不是梦想,一个塑料化的汽车工业时代即将到来。但在广泛使用塑料的同时,也存在着巨大的隐患。传统塑料大多性能稳定,在自然环境中很难被微生物分解。大量废旧塑料残留在自然环境中,严重影响人们的日常生活。开发可降解塑料,可以减少传统塑料的用量,解决因过量使用传统塑料而给自然环境、人类社会带来的不利影响。因此,发展可降解塑料是大势所趋[1],是未来汽车用材料的一大发展方向。与传统的石油基塑料相比,利用玉米、甘蔗、植物秸秆等为原料得到的生物基塑料,可降低30%50%的石油资源消耗,实现数亿吨二氧化碳的净减排。因此,生物基塑料在推行低碳经济上将发挥重要作用[2]。但就目前而言,生物基塑料还难以与聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等传统石油基塑料相抗衡,价格偏高、综合性能欠佳是制约生物基塑料快速发展和大量应用的主要因素,通过简化合成路线、改善工艺条件、扩大生产规模、研发合金塑料材料等来降低生物基塑料的生产成本和提高其综合性能,是今后生物基塑料发展的主要方向[2]。1生物塑料的概念生物塑料(也称为生物质塑料)是指以生物质如淀粉、植物纤维、海产品贝等天然物质为基础,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(PLA)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,生物塑料成为发展低碳经济首选的新材料。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,降解时间很长,且不易完全降解,到20世纪90年代,其研究发展几乎停止。随后,生物降解型塑料成为了研究重点。生物降解塑料既可被环境中的微生物,如细菌、真菌和藻类所释放出的酶降解,又可在自然条件下发生天然降解反应,如天然水解,天然氧化反应等。生物降解塑料主要分为天然高分子材料、微生物合成高分子材料和人工合成高分子材料三类。天然高分子材料如淀粉、纤维素、半纤维素、木质素、甲壳素、蛋白质、多糖等,它们来源丰富,价格低廉,可完全降解,且使用安全无毒[4]。2生物塑料在汽车上的应用与展望目前生物塑料技术主要应用在五个行业:一是包装行业;二是农用地膜;三是纺织业;四是制造业;五是医学行业。制造业的应用主要是儿童玩具;家用电器;汽车内饰、外装、甚至功能件;塑料门窗等。本文主要介绍生物塑料在汽车上的应用研究概况。汽车供应商佛吉亚公司与三菱化学株式会社签订独家协议,共同开发用于汽车内饰的生物塑料。佛吉亚在2012年11月8日声明,该公司准备开发全系列的生物塑料,预计将在2015-2020年有快速发展[3]。丰田汽车公司采用聚乳酸(PLA)和洋麻的复合材料研制开发出汽车轮胎罩和车垫。2003年丰田公司首次在汽车中使用生物塑料,计划在2015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。福特

参考文献

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