汽车上的“新材料”

放大  缩小 日期:2014-10-16     来源:京华时报    作者:汽车材料网    评论:0      
核心提示:用番茄纤维顶替塑料新奇指数:★★★★★一直以来,福特都在汽车制造的原材料拓展上充满奇思妙想,该品牌研发的生物基材料部件包
用番茄纤维顶替塑料
新奇指数:★★★★★

一直以来,福特都在汽车制造的原材料拓展上充满奇思妙想,该品牌研发的生物基材料部件包括以椰子为原料的混合材料、含有回收棉花制作的地垫和座椅材料,以及含有大豆的坐垫和头枕。等到今年6月,番茄纤维也被纳入为内饰制造材料的一种。目前,福特研发人员正在对材料的耐久性进行测试,并打算将新材料用于车辆的布线支架和储物格中。

      最近,福特与世界知名番茄酱品牌——亨氏公司联手,将番茄纤维用于车辆制造以及车用材料当中——经过干燥处理的番茄表皮可被用来制作车辆的布线支架和储物格。此举的目的是研发轻量化又足够坚固,满足车用需求的新型材料,同时减少对环境的影响。目前该项目尚处于初级阶段,合作双方希望最终可以达到使用100%植物基塑料来达到环保目的。据了解,亨氏番茄酱每年需要消费超过200万吨的番茄,该公司的研究人员也一直在寻求番茄表皮、番茄籽和茎等加工副产品的再利用渠道。最终,他们与福特一拍即合。
      而早在两年前,福特汽车已经与亨氏、可口可乐、耐克以及宝洁四家公司展开合作,进一步开发100%植物基塑料材料,并试图将这种新材料用于从纤维到包装的各种用途当中,从而降低化工包装产品对环境产生的影响。近年来,福特也提升了对再生非金属与生物基材料的使用比率,在去年推出了纤维素基中控台元件以及稻壳制电罩支架后,福特的生物基材料部件数量增加到了8件。
极致轻量化的生物纤维
新奇指数:★★★★★

2010年的洛杉矶车展上,奔驰带来了三款以环保和科技为主题的概念车。最吸引人眼球的是由美国m-benz奔驰设计工作室推出的biome概念车。biome的设计灵感来自大自然,不论造型还是动力都与生态系统融为一体。

      biome概念车的车身材质大量采用了独特的生物纤维材料设计,这是一种新型的人工合成材料,其硬度超过了普通钢材,但重量却比高强度金属轻得多。得益于这种新材质,biome概念车做到了史无前例的轻量化,这款长超过4米的跑车,车身总重量只有394公斤,这让动辄以吨计算的汽车体重瞬间瘦身不少。
蒲公英橡胶轮胎
      马牌轮胎与德国一家研究所正在合作一个以蒲公英作为轮胎橡胶原料的研发项目。马牌预计接下来几年,含有蒲公英橡胶成分的轮胎将开始在公路上进行测试。
      据悉,近年来随着种植方法的进步和耕种系统的优化,在实验室中使用蒲公英根部生产高品质天然橡胶已成为可能,马牌与该研究所计划试点生产数以吨计的天然橡胶。“近年来,我们在蒲公英种植方面已经积累了大量的知识经验。在dna标记技术的帮助下,我们已经掌握了每个基因所对应的分子性能,这使我们能够更有效地实现种植特别高产的植物。”项目经理dirkprüfer教授解释。此前已经进行了几年的研究工作,其间,科学家们证明从他们自己种植的蒲公英植株中生产出的橡胶,不仅与用橡胶树生产出的橡胶质量表现相同,这一新的变种实际上更加强韧、产量更高。相较于从橡胶树中提炼橡胶,使用蒲公英根部生产橡胶对于气候的依赖远远低于前者。此外,蒲公英相应的种植要求非常低。如果能够成功地量产出至少在性能表现上与传统橡胶相同的蒲公英橡胶,那估计轮胎生产商将不必每年依赖于那些亚热带橡胶树种植地区的收成情况了。
新奇指数:★★★★★

媲美钢材的碳纤维
新奇指数:★★★☆☆
 
      科技让生活更美好,从正面意思上来看这句话真是一点没错,尤其是致力于新技术的汽车领域格外适用。随着能源紧缺以及人们对环境保护的日益重视,汽车厂商开发出来越来越多创新性的高科技材料来制造汽车,如可自动修复的车漆、植物纤维做的座椅,甚至连我们日常食用的蔬果粮食都可以被研发用来当做生产汽车的材料。其实这点“料”可不一般,本期将为大家介绍这些新奇的汽车材料。
 
能自动修复的车漆
新奇指数:★★★★☆
 
      车体擦伤复原涂料的技术是日产公司与日本立邦公司合作研发的一项创新的汽车油漆技术。新技术所采用的方法是将一种高密度的透明合成树脂,以网状结构涂抹在汽车油漆的外层。这样新结构、新材料的涂层比免擦伤漆膜更具有弹性,也更加强韧。
      它的原理是在常规的透明清漆中添加了特殊高密度合成树脂,使漆面柔软性、树脂黏合密度以及强韧性得以大幅度提高。
      这将使汽车的表层更难被剐伤,即使出现剐痕,当油漆表面受热后,高弹性树脂变软并填满划伤处的凹痕,就是我们所说的划痕自修复功能。
      目前,英菲尼迪全系车型中都应用了这种细微划伤自动愈合车漆。据了解,只要不发生断裂性的损伤,无需任何外力介入,最长只需要一周时间,车身表面因洗车、日常驾驶而造成的细小划痕都会自动得到修复,让车辆始终光亮如新。

围油栏造导流板

      2010年,墨西哥湾石油泄漏事件轰动一时。为防止石油进一步扩散,美国政府使用了大量以聚丙烯、聚乙烯和聚氯乙烯等树脂为主要材料的围油栏。事后,处理受污染的围油栏成为政府的老大难。
      为将围油栏材料发挥最大的价值,通用汽车启动了将围油栏转化为绿色保护汽车零部件的项目。通用汽车及其供应商将回收的围油栏材料附带的燃油和水转化为能源供使用,最终转化为生产雪佛兰沃蓝达增程型电动车的散热器空气导流板。生产沃蓝达散热器空气导流板由围油栏材料、回收轮胎、包装塑料以及再生塑料和一些其他聚合物混合而成,收集的围油栏材料可满足雪佛兰沃蓝达一年的生产需求。该变废为宝的项目共计循环使用365公里的吸水围栏材料,回收利用110立方米的水和原油,最终减少9.6吨废弃垃圾。
 新奇指数:★★★☆☆
 
植物提炼的汽车内饰
 
      2013年11月,丰田纺织宣布,通过植物树脂聚酰胺11(pa11)和石油树脂聚丙烯(pp)实现高度合成,公司已经开发出具备顶级抗冲击强度的生物塑料。该生物塑料的抗冲击强度相当于汽车内饰部件使用的pp的10倍。pa11从蓖麻油提取而来,新合成的生物塑料未来将有望在汽车内饰以及保险杠等外装部件上应用。
      实际上,丰田纺织一直致力于新型环保汽车材料的研究。2009年,丰田纺织就采用植物提炼研发出新型的植物性塑料,这类材质还可继续开发出无纺布料和无压成型材料。据悉,丰田纺织研发的无纺布表皮材料由从石油提炼出的聚对苯二甲酸乙二醇酯,并由其转换成聚乳酸最终成型。这些材料可应用于组合尾灯罩、后备厢门饰条以及中控台仿皮包围等汽车部件。
新奇指数:★★★★★

基于植物纤维的绿色塑料
新奇指数:★★★★☆
 
      “绿色塑料”是三菱汽车针对基于植物中研发新型材料的统称。据了解,三菱汽车致力于开发一系列基于植物纤维的材料,并将新型环保材料广泛用于汽车产品。
      这一系列的绿色塑料主要包括将pet和棉纤维联合应用于内饰表面材料、从谷物中提取ptt纤维制造地板垫、将竹纤维与pbs树脂联合用于汽车内饰、从日本雪松(cedartree)木屑中提取水溶性酚醛树脂材料等等。
      其中,如将竹纤维与pbs树脂联合用于汽车内饰,由于竹纤维具备较高的张力弹性系数,其强度超过其他植物纤维,因而可改善零部件的刚性。此外,从废木屑中提取材料,这样可实现将木材加工厂、家具厂等处的废木与木粉充分利用,而且提取的液化木料酚醛树脂具有良好的耐热性与阻燃性,不仅可用作汽车内饰材料,同时也有望成为发动机舱内隔热塑料零部件的材料。
      专题统筹京华时报记者冷宇专题采写京华时报记者麦田、黄菲菲、李琳琳、曹锦碳纤维复合材料是目前用于量产车辆的轻型合成材料,代表了未来车辆轻量化的发展方向。相比传统的造车材料,碳纤维材料的扭转刚性特别高,在高温环境下依然能够保留室温强度,并且断裂韧性、抗疲劳性、拉伸强度等都高于一般的碳素材料。最重要的是,碳纤维材料的重量比普通钢材轻近50%,比铝合金轻30%,选用这种材料制成的车身,不仅在安全防护上比普通座舱更可靠,对于整车重量的降低也起到了很大的作用。
      宝马在量产车型i3(如图)中大规模应用了碳纤维复合材料打造车身,这种材料是以基于聚丙烯腈的热塑性纺织纤维为原材料,在一定的压
力和温度下,转化成极其细长的碳纤维丝线,最后再经过相应的氧化和碳化处理,形成车身材料。得益于碳纤维材料的大量使用,宝马i3的整车重量为1255公斤,比i3设计之初减轻了250至350公斤,很大程度上弥补了电池增加的重量,这也是为什么宝马i3看起来比别的电动汽车轻的原因。

 

 

 

 

 

 
标签: 汽车材料
 
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