基于新材料的全要素綠色處理汽車內(nèi)飾

向佳 周佳穎 ?龍嘉佳

摘 要：針對(duì)塑料廢物的處理方案，當(dāng)前以革新處理技術(shù)為主流，本文另辟蹊徑，從汽車新材料的角度出發(fā)，目的是尋求可替代材料以代替?zhèn)鹘y(tǒng)汽車部件材料，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。文章是以汽車內(nèi)飾為例，對(duì)未來(lái)汽車發(fā)展方向提出新的思路，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)汽車車體節(jié)能減排的重要舉措。

關(guān)鍵詞：廢舊汽車塑料;新材料;聚乳酸;聚丙烯;生物降解

21世紀(jì)，我國(guó)汽車工業(yè)進(jìn)入高發(fā)展期，2010年我國(guó)汽車保有量達(dá)到高峰，躍居世界第一。大量汽車的出現(xiàn)的同時(shí)，也帶來(lái)了大量汽車廢物的產(chǎn)生。而汽車廢物中，有較大部分不可回收廢物來(lái)自汽車塑料，這些不可回收處理的汽車塑料廢物利用焚燒填埋的方法更是給社會(huì)帶來(lái)了不小的環(huán)境負(fù)擔(dān)，因此，近年來(lái)廢舊汽車塑料的回收利用問(wèn)題引起了世界各國(guó)的重視。

1 報(bào)廢車全要素回收理念

1.1 可替代材料的選擇

（1）聚乳酸/PLA。聚乳酸（PLA）是一種新型生物降解塑料，由于其良好的生物可降解性和生物相容性，又被稱為“綠色塑料”。聚乳酸材料作為合成類生物基材料，與常用材料構(gòu)成成分和性能有顯著區(qū)別。聚乳酸材料具有良好的可降解性，可以完全轉(zhuǎn)化生成二氧化碳和水，沒(méi)有任何固體殘留，是一種綠色環(huán)保材料，同時(shí)原料來(lái)源廣，且易得到目前為止聚乳酸材料已經(jīng)從一代發(fā)展至四代，原料來(lái)源也從最初的玉米、小麥等農(nóng)作物進(jìn)化為甲烷等氣體。

（2）聚丙烯PP。聚丙烯是一種不完全生物降解的材料。但相比于一些對(duì)環(huán)境污染更大的材料，聚丙烯依然是一種對(duì)環(huán)境危害更小的選擇。世界上用于生產(chǎn)聚丙烯的工藝方法按類別劃分主要有以下幾大類：溶劑法、溶液法，液相本體法（含液相氣相組合式）和氣相法。聚丙烯樹(shù)脂是四大通用型熱塑性樹(shù)脂（聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯）之一，以丙烯為原料，乙烯為共聚單體通過(guò)聚合反應(yīng)生產(chǎn)制得。

（3）新材料報(bào)廢處理方法。1）機(jī)械法。機(jī)械法有將涂層膜分離的技術(shù)和從基材上剝離的技術(shù)兩類。①涂層膜分離法將塑料零部件粉碎，然后利用涂膜和PP的密度差，用濕法或干法進(jìn)行分離。粉碎后，用滴入表面活性劑的水溶液利用干密度差將涂層膜分離。②涂層剝離法將有涂層的PP零件部分使用噴砂法和噴水法剝離去涂層的方法。2）化學(xué)法?；瘜W(xué)法是用酸、堿或特殊溶劑分解并溶解涂層膜，再與零件材料分離除去的方法。經(jīng)化學(xué)法處理后剝離了涂層膜的材料提高到了新材料的水平，但是，溶解涂層膜的廢液從環(huán)境污染的觀點(diǎn)出發(fā)，有必要進(jìn)行分離、回收處理。3）水解法。將涂層膜用高溫水水解，使膜層材料低分子量化，然后在擠出機(jī)中熔融混合進(jìn)基材材料并微細(xì)分散于新材料中的方法。

1.2 可行性分析

（1）聚乳酸替代低壓聚乙烯。聚乳酸不僅在環(huán)保方面滿足要求，且在防火性能，環(huán)保性能，老化性能，耐高低溫性能，物理機(jī)械性能方面具有突出表現(xiàn)。

保險(xiǎn)杠、汽油箱、擋泥板分別對(duì)耐沖擊性、耐震動(dòng)性具有一定要求，經(jīng)過(guò)材料的性能對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)聚乳酸在拉伸強(qiáng)度和硬度上都優(yōu)于低壓聚乙烯。因此我們認(rèn)為以聚乳酸替代低壓聚乙烯在汽車的保險(xiǎn)杠、汽油箱、擋泥板上應(yīng)用具有一定可能性。

（2）聚乳酸替代ABS。聚乳酸能夠進(jìn)行完全生物降解，相比于ABS更加環(huán)保。

雖然目前無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明聚乳酸是否滿足車門內(nèi)板的要求，但聚乳酸在防火性能，環(huán)保性能，老化性能， 耐高低溫性能，物理機(jī)械性能幾大方面都滿足了國(guó)家的相關(guān)要求，被廣泛運(yùn)用在高鐵內(nèi)飾上， 因此具有實(shí)現(xiàn)的可能。

（3）聚丙烯/PP替代有機(jī)玻璃。聚丙烯是丙烯加聚反應(yīng)而成的聚合物。系白色蠟狀材料，外觀透明而輕。密度為0.89～0.91 g/cm3，熔點(diǎn)165℃，在155℃左右軟化，使用溫度范圍為-30～140℃。在80℃以下能耐酸、堿、鹽液及多種有機(jī)溶劑的腐蝕，能在高溫和氧化作用下分解。

車燈外罩的首要要求是耐熱及透明。大燈中的溫度主要取決于燈泡的材質(zhì)、電流，大燈殼體的散熱結(jié)構(gòu)，燈內(nèi)聚光輻射裝置。通常汽車大燈所采用的燈泡都是鹵素的燈泡，這種燈泡靠電流點(diǎn)燃燈絲發(fā)熱，因此其亮度和熱度都取決于所供電流的強(qiáng)度。

考慮到大燈玻璃的透明性、耐熱性、耐沖擊性以及易于成型性，有采用表面涂敷硬膜的PC，從而進(jìn)一步提高了耐擦傷性和耐候性。也有用BNC（團(tuán)狀模塑料）、PPS、PC、PBT等制成。但大多都是使用有機(jī)玻璃制作燈外罩

（4）聚丙烯/PP替代ABS。聚丙烯具有良好的機(jī)械性能，可以直接制造或改性后制造各種機(jī)械設(shè)備的零部件，如制造工業(yè)管道、農(nóng)用水管、電機(jī)風(fēng)扇、基建模板等。改性的聚丙烯可模塑成保險(xiǎn)杠、防擦條、汽車方向盤、儀表盤及車內(nèi)裝飾件等，大大減輕車身自重達(dá)到節(jié)約能源的目的。 從環(huán)保的角度來(lái)看，以聚丙烯替代PC+ABS在儀表板上應(yīng)用具有可行性。

（5）問(wèn)卷結(jié)果分析。本次采用問(wèn)卷調(diào)查的方式，用以調(diào)查人們對(duì)新材料的了解程度、對(duì)汽車內(nèi)飾環(huán)保材料的需求程度、以及大眾對(duì)新材料汽車的接受程度。本次問(wèn)卷共150份。

針對(duì)最終結(jié)果分析得到：1）人們對(duì)汽車內(nèi)飾材料安全、環(huán)保性能要求較高。新材料以價(jià)格上浮換來(lái)汽車內(nèi)飾的安全環(huán)保，在合理的上浮價(jià)格內(nèi)，被大多數(shù)車主接受并愿意購(gòu)買。2）大多數(shù)車主以非常期待的態(tài)度對(duì)待新材料取代傳統(tǒng)材料的方案。3）在正確的引導(dǎo)和介紹下，絕大多數(shù)車主愿意選擇環(huán)保節(jié)能材料車輛內(nèi)飾。

根據(jù)以上結(jié)果表明，汽車新材料在合理范圍內(nèi)價(jià)格上浮，能夠被絕大多數(shù)車主所接受，在人群中有一定接納度，在汽車內(nèi)飾上運(yùn)用具有可行性。

2 創(chuàng)新與展望

2.1 創(chuàng)新點(diǎn)

傳統(tǒng)汽車材料在處理塑料垃圾最常用的方法有填埋、焚燒、廢舊塑料的回收，但這些方法會(huì)造成土地的占用、二次污染的產(chǎn)生、材料的回收利用率等問(wèn)題，對(duì)環(huán)境造成了較大負(fù)擔(dān)，針對(duì)這些情況，市面上主流在于研究減少汽車污染以及材料的處理回收上，本文另辟蹊徑，從汽車材料的本身出發(fā)，以汽車內(nèi)飾為例，對(duì)新材料進(jìn)行了大量調(diào)研，最終選取了兩種環(huán)境降解高分子，并針對(duì)材料進(jìn)行了替換的可行性分析。

2.2 展望

十三五規(guī)劃中提到大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建立健全資源高效利用機(jī)制，而隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車輕量化水平的提高是大勢(shì)所趨，節(jié)能環(huán)保成為世界共同的主題，人們對(duì)節(jié)能環(huán)保材料的需求也會(huì)日益增大。通過(guò)對(duì)一系列新材料的性能、原材料來(lái)源、以及后處理方式等進(jìn)行了調(diào)研，總結(jié)分析了新材料的優(yōu)勢(shì)和可代替性，對(duì)未來(lái)汽車的輕量化、綠色化、環(huán)保安全的發(fā)展提供新的材料選擇。

參考文獻(xiàn)：

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