环保型聚乳酸复合材料在汽车领域的应用前景
——专访纳通医疗集团汽车材料团队
前言:聚乳酸复合材料是一种新型的可降解生物工程塑料,生产过程经过从玉米经淀粉到单糖到乳酸单体,最终提炼为聚乳酸复合材料。该材料具有抗拉强度高(可达到尼龙的强度),在催化作用下可达到无害化降解,价格适中,绿色环保等特点,目前已应用于骨科内植入物,替代钛合金、不锈钢。该材料在汽车上可用于汽车内饰件和部分结构件上。
纳通医疗集团汽车材料团队成功开发了聚乳酸复合材料,并根据相关零部件的性能要求进行了系统的验证与评价。为更好低促进该材料的推广应用,纳通组建了强大的车用材料开发团队,包括中国和芬兰两个研发平台和实验室,近期中国汽车材料网专访了纳通医疗汽车材料团队,并就汽车用聚乳酸复合材料性能评价及其应用推广方面的诸多议题进行了深入的探讨,以下是专访实录。
采访专家介绍:
王妍, 纳通医疗集团 总裁助理 材料项目负责人
英国伯恩茅斯大学国际商务管理硕士,法国普瓦捷大学欧洲企业管理硕士。在欧洲10年工作和管理经验。负责纳通集团欧洲分公司管理及生物基材料项目总负责人。
韦汉英,纳通医疗集团 工业项目负责人
塑料加工工艺专家,合肥工业大学材料科学与工程学院毕业,在汽车电子医疗行业从事塑料制品生产加工和工厂管理二十多年,精通塑料成型工艺及设备,并熟悉各种加工工艺,目前负责生物新材料的应用工艺开发与研究,以及市场推广支持。
田娜,纳通研究院 技术研究院 材料研究员 /技术研究部副经理

左起:纳通田经理、韦厂长、王经理、中国汽车材料网付正婷、姚孟婷、国家“千人计划”专家马芳武院长
中国汽车材料网(Auto-Material,以下简称AM):众所周知,纳通医疗专注于医疗健康领域已有20年,目前开始关注汽车材料领域方面的业务,进入这样全新业务领域出发点是什么?
王经理:纳通的聚乳酸复合材料的技术是以收购芬兰技术平台为主,该平台的聚乳酸的技术实力非常强,通过这个平台,网罗了一批材料界顶尖的科学家,在这基础上纳通可以开发了用于人体的、完全可降解的玻璃纤维的复合材料。聚乳酸材料本身可以降解,在一定程度上解决现有的玻璃纤维污染环境的问题。
国内对聚乳酸材料了解不多,很多企业不买账,推广效果不好。而在欧美等发达国家这类环保材料比较受欢迎,政府甚至颁布了相应鼓励和引导的政策。到了2030年,可能将会有车用材料生物基的相关规定,欧美会率先实施,到时中国也会被迫接受,因此国内企业又要有一个漫长的时间去适应。国内现在只考虑价格,不考虑未来环保材料的技术储备。正是基于这样的现状,所以我们公司才开展了这方面的工作,让国内认识到环保材料的重要性,将这种环保理念从医疗领域向汽车领域转移,促进环保材料的广泛应用。
AM:在汽车领域的应用方面,聚乳酸长玻纤复合材料除了环保等优势以外,与传统的塑料(PP\PA等)及其复合材料相比还有哪些优势?
田经理:聚乳酸长玻纤复合材料是100%可降解的、是可回收利用的,环保,低VOC,节能、减排 ,力学性能优异 ,但是成型工艺与传统的PP、PE相同,对设备的加热系统要求低,相对PA材料具有更低的能耗;其成型收缩率几乎接近0%,注塑制品的尺寸稳定性非常好,可以很好的解决现有PP或PA薄壁注塑件的翘曲、成品率低等问题;可以很好的解决由ELV法规带来的制品回收率问题,我们的材料的100%可回收的。
AM:纳通的车用环保材料除了聚乳酸外,还有哪些环保材料正在研究?
王经理:我们还有麻纤维这方面的尝试,这也是非常重要的环保材料。对于一些结构强度要求较低的复合材料零件,如门内饰板等,这类零件可以用麻纤维这类的天然纤维,既利于环保回收也能满足使用要求,同时还可以提高产品的档次。但是一些结构强度要求高的部件来说,还是玻璃纤维性能更好一些,因为玻璃纤维的温度要求、耐腐蚀度、强度都要比天然纤维要好一些。可见天然纤维的性能和服役环境还是有一定的局限性,我们研究的目的不是全部替代目前的材料,而是多一种环保的选择,让材料应用更为合理。
AM:聚乳酸复合材料相对传统的塑料在生产工艺有什么特殊的技术?或者是更高的要求?
王经理:我们这工艺技术非但没有更高的要求,反而更宽松一点。加工窗口更宽泛,温度要求较低。材料的收缩率几乎为零,产品不易变形,跟PP、PE相比,是个很大的优势。
AM:聚乳酸复合材料目前汽车上应用国内外有哪些成功的应用实例?
田经理:我的PPT中也提到了,聚乳酸长玻纤复合材料主要应用在汽车的功能件、半功能件、内外饰件上,例如蓄电池托盘、顶灯壳体、三角窗、翻转结构等汽车零部件。德国的劳士领公司,已经聚乳酸复合材料用于汽车内饰条和空气过滤器外壳等零件。
AM:作为一种全新的且成本较高的新材料,其在市场推广过程中遇到过什么问题?与国内汽车界的合作方面有没有实质性的进展。
王经理:国外公司有自己专业的销售和团队。国外国内推广氛围完全不一样。国外对我们的产品很感兴趣,很重视,国外的危机意识也很强,提前寻找可以代替石油基的材料。国内不太感兴趣,国内的环保意识还是不太高,也考虑到成本问题,更不会想去做一些未来的技术储备,所以在国内推广还是比较困难的。
韦厂长:目前公司与国内的主机厂正在试制开发一些零件,比如应用在内饰件,结构件方面。不过,整个应用开发还处于研发的阶段,没有完全产业化,对主机厂的测试要求需要时间去验证,针对性材料的开发还需要再做研究,和收集数据。
总结:目前所使用的高分子材料如PE,PP,PVC,PS等大多数都有很好的稳定性,在自然界中难以降解,这给环境造成很大污染,因此人们对研究生物可降解材料极为重视。被称为“绿色塑料”的聚乳酸(PLA),由于其良好的生物可降解性和生物相容性,并且随着复合材料的种类增多,加工制备方法的不断创新,应用范围也越来越大。此外,国内汽车企业也应该加大环保新材料的应用,满足环保法规只是最基本的要求。而加强技术储备,应用更多环保材料,对于提高产品的市场竞争力和企业的品牌形象,促进企业的可持续发展。
企业简介:创立于1996年,现有员工3000余人;最早在国内设立了国际水平的医疗及工业综合应用研究开发中心;拥有8家高新技术企业,其中5家为国家级高新技术企业; 中关村国家自主创新示范区首批“十百千工程”重点培育企业;北京生物医药跨世纪工程G20规模企业;“北京市医用内植物工程技术研究中心”;G20工程“最具贡献度高成长企业”称号;近5年承担或参与国家863、科技支撑计划共8项,承担北京市科技计划项目4项; 2013年,通过认定成为“北京市功能性医用生物材料及器械工程实验室”。







