找回密码
 立即注册

新能源汽车内饰里,那些新环保塑料材料的应用

车网联(稿源) 2022-2-2 21:06 No.2107

在绿色发展理念下,我国的新能源汽车呈现出良好的发展势头。


各个品牌商,特别是当今热门企业,恒大、华为、蔚来、特斯拉等等,都在努力在新能源汽车领域开创下一个时代。


当然,这也包括我们最期待的雷军,希望他和他们的小米,能够让新能源汽车和他的手机一样亲民。



在这样的背景下,新能源汽车的内饰,也是我们关注的重点,不仅朝着轻量化的方向发展,同时也朝着绿色、健康、环保、舒适的趋势发展。


本文就对新环保塑料材料在新能源汽车内饰中的应用进行了探讨。



近年来,全球环境污染问题日益引起人们的关注和重视,塑料是全球文明的“白色污染物”。


随着科技的发展, 新环保塑料材料的使用越来越多, 不但具有传统塑料材料生产能耗低、易加工、重量轻和可回收的诸多特性以外,还具有易塑形、耐化学性、耐高温且坚韧度高的显著特点,甚至还可以成为金属的替代材料。


在新能源汽车生产中,为了有效促进新能源汽车的减排,对其轻量化设计和制造,就成为新能源汽车生产企业关注的话题。将新环保塑料材料作为新能源汽车轻量化发展重要的替代材料,在汽车内饰中的应用越来越广泛。


01、新能源汽车内饰中应用的新环保塑料材料分析



目前,被应用于新能源汽车内饰中的新型环保塑料材料,主要有有机-无机纳米复合材料、免喷涂塑料、聚氨酯材料和生物塑料材料等,其优势及应用的思路如下。


1.1 有机-无机纳米复合材料



有机-无机纳米复合材料也是一种新型环保塑料材料,这种新环保塑料材料是将无机纳米粉体和有机聚合物基体相复合而形成的。在其复合的过程中,生产企业一般采用共混合溶胶凝胶的方式。


因此,有机-无机纳米复合材料具有一定的耐热、高强度以及抗紫外线的显著特征。


而且,因为有机-无机纳米复合材料自身含有稳定的化学无毒无机组分,也不具有挥发的特性,将其应用到新能源汽车内饰件的制备当中,能解决汽车内饰件的VOC挥发问题,是一种良好的新能源汽车内饰制备材料。


拓展:有机无机复合材料


一、有机、无机复合材料的定义


复合材料是指结合两种或两种以上不同有机、无机相的物质以物理方式结合而成,撷取各组成成分的优点,以构成需要之结构材。


往往以一种材料为基体,另一种材料为增强体组合而成的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。高聚物基复合材料PMCS最先得到发展,已有半个多世纪的历史,在工业、民用、航天航空、生态、智能等领域取得了广泛的应用。


有机、无机复合材料即用有机材料与无机材料通过某种方式结合而成的全新材料。


复合后的新材料具有有机、无机材料的各自优点,并且可以在力学、光学、热学、电磁学和生物学等方面赋予材料许多优异的性能,正在成为材料科学研究的热点之一。


二、有机、无机复合材料的特点


复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大。其特点是比重小、比强度和比模量大。


例如碳纤维与环氧树脂复合的材料,其比强度和比模量均比钢和铝合金大数倍,还具有优良的化学稳定性、减摩耐磨、自润滑、耐热、耐疲劳、耐蠕变、消声、电绝缘等性能。


石墨纤维与树脂复合可得到膨胀系数几乎等于零的材料。纤维增强材料的另一个特点是各向异性,因此可按制件不同部位的强度要求设计纤维的排列。以碳纤维和碳化硅纤维增强的铝基复合材料,在500℃时仍能保持足够的强度和模量。碳化硅纤维与钛复合,不但钛的耐热性提高,且耐磨损,可用作发动机风扇叶片。碳化硅纤维与陶瓷复合,使用温度可达1500℃,比超合金涡轮叶片的使用温度(1100℃)高得多。


碳纤维增强碳、石墨纤维增强碳或石墨纤维增强石墨,构成耐烧蚀材料,已用于航天器、火箭导弹和原子能反应堆中。非金属基复合材料由于密度小,用于汽车和飞机可减轻重量、提高速度、节约能源。用碳纤维和玻璃纤维混合制成的复合材料片弹簧,其刚度和承载能力与重量大5倍多的钢片弹簧相当。


三、有机、无机复合材料的应用


有机-无机纳米复合材料


纳米复合材料是一类新型复合材料,它是指一种或多种组分以纳米量级的微粒,即接近分子水平的 微粒复合于基质中构成一种复合材料.纳米复合材料因其分散相尺寸介于宏观与微观之间的过渡区域,将给材料的物理和化学性质带来特殊的变化,正日益受到关注.纳米材料被誉为21世纪最有前途的材料”,该类材料研究的种类已经涉及到无机物、有机物和非晶态材料等.


有机 -无机纳米复合材料因其综合了有机物和无机物各自的优点,并且可以在力学、热学、光学、电 磁学和生物学等方面赋予材料许多优异的性能,正在成为材料科学研究的热点之一。


1.2 免喷涂塑料材料



免喷涂塑料是一种一次注塑即为最终产品的塑料材料,其原料一般是聚碳酸酯和聚丙烯等。


这种新环保材料在新能源汽车内饰制作中具有极大的应用,因为这种免喷涂塑料材料节省了干燥、喷漆和预处理等环节,能有效降低能耗,控制污染,将它应用在新能源汽车内饰制造中,能极大地降低成本。在实际应用中,免喷涂塑料材料应选择耐腐蚀、耐刮擦且具有高光泽的高环保性材料,并控制注塑的速度、温度以及注射时的压力与模具的温度。


1.3 聚氨酯塑料材料



聚氨酯塑料材料是一种典型的高分子塑料材料,一般又被人们叫做“第五大塑料材料”。


经过几十年的发展,特别是近年来,塑料生产企业的转型发展,聚氨酯塑料材料在绿色环保方面获得了长足发展,具备硬泡、半硬泡、微孔弹性体、热塑性弹性体、热模塑加填料软泡、高回弹冷模塑软泡等多种不同的产品形态。


1.4 生物塑料材料



生物塑料材料是用淀粉等天然物质作为基础,在微生物的作用下形成的塑料材料(历史发展到现阶段,对于生物塑料材料,行业里有许多争议,它并不是完全“降解”,对环境的影响似乎并不是那么友好,感兴趣的读者可以进行公众号内进行相关搜索,了解里面的详细情况)。


这种生物塑料材料一般都是透明的工程塑料,具有高耐化学性、高抗冲性和高透明度的显著特点,其原材料也大都是玉米、甘蔗等原生态材料,在生产的过程中几乎不会产生污染物质,与石油产物合成的常规塑料材料相比较,具有无毒副作用的显著特征,将其应用到新能源汽车内饰的制备中,能实现汽车内饰品的美观性和实用性,同时还具有经济性和环保性,而且,车内VOC的挥发量也能大幅度减少,同时还因其原材料的生物特性,可以实现分解和回收再利用,是一种具有发展潜力的新环保塑料材料。


02、新环保塑料材料在新能源汽车内饰中的实际应用


2.1 免喷涂塑料材料的具体应用


由于免喷涂塑料有低成本和低气味性等优点,使得其被应用到了汽车的外饰件和内饰件中。免喷涂材料一般以ABS、PP、PC/ABS、ASA、POM、PMMA、PA为主。


免喷涂ABS、ASA:具有高光泽、色彩绚烂、可实现金属效果的特点,应用于汽车前格栅、后视镜等部位。


免喷涂PP:具有高光泽、耐刮擦等特点,主要应用在饰条上,如裙板。


免喷涂PC/ABS:用于仪表板、车门把手等。


免喷涂POM:用在内门拉手。


免喷涂PMMA:用于立柱盖板、车门把手等。


免喷涂PA:用于车门把手等。


2.2 生物塑料材料的具体应用


美国的一家名为易科威铁的公司研发了一种蘑菇塑料,这种塑料使用不可食用的蘑菇根部的菌丝体、谷物外壳和其他废弃农作物等材料,制作出了一种可以代替聚苯乙烯泡沫塑料的可分解泡沫塑料。这种蘑菇塑料有低成本和防火防水等优点,埋在土里约三十天后就能被降解。


2.3 有机-无机纳米复合材料的具体应用


上文提到,有机-无机纳米复合材料自身含有稳定的化学无毒无机组分,也不具有挥发的特性,能解决汽车内饰件VOC的挥发问题,所以将其应用到新能源汽车内饰件的制备当中。另外,纳米塑料还具备透明性好、光泽度高等特点,可以应用在车体外板、前后保险杠和散热器上。


现已被应用到汽车挡板、保险杠和车门内部的泡沫塑料和隔热体,从而让部分汽车零部件达到可降解的效果。美国江森自控有限公司给宝马集团开发了一款塑料和木质纤维结合的门板。这种门板,相较于传统门板,重量减轻了约20%,对提高新能源汽车的续航很有的帮助。


2.4 聚氨酯塑料材料的具体应用


聚氨酯塑料材料应用广泛,在新能源汽车领域中,主要是用于的座椅、扶手、头枕、门内板、仪表盘、方向盘、保险杠、减震垫、挡泥板、地毯衬里、保温绝缘部件、管路、密封垫圈以及防滑链的制作,能满足新能源汽车轻质化、绿色环保的要求,是现阶段以及未来很长一段时间,新能源汽车内饰制备主要的材料。


03、新环保塑料材料应用中应注意的事项


在新能源汽车内饰件的制备生产中,为了保证新环保塑料材料的性能满足实际的需要,必须重视以下几个方面:


(1)贯彻落实国家相关的法律法规。


要想更好地将新型环保塑料材料应用于新能源汽车内饰的制备中,还必须确保新环保塑料材料在生产过程中贯彻落实国家相关的法律法规,确保材料的配方与成型的工艺能得到进一步改进,同时提升材料的稳定性和固化速度,从而节约生产成本。


(2)追求新环保塑料材料的性能提升。


随着新能源汽车制造业的发展,要想将新环保塑料材料用在新能源汽车内饰的制备中,还必须不断提升新型环保塑料材料的硬度、耐老化性、存放稳定性以及低气味性、低雾度等方面的性能,从而促使新型环保塑料材料性能符合新能源汽车内饰制备的要求。


(3)加强新环保塑料材料功能的复合化。


近年来,随着新能源汽车制造业的发展,新能源汽车行业越来越注重材料功能的复合化,以便于新能源汽车非金属零部件性能的提升。因此,在今后新环保材料的研发过程中,需要不断向着高性价比的复合材料方向发展,以满足新能源汽车内饰制备对新型环保塑料材料的要求,为该行业的发展提供支持。


说到这里,我们得特别提一下,小米公司未来在智能电动汽车领域投资计划:



我们坚信,新能源汽车在未来,一定会带来全新的行业变革,也包括我们塑料再生行业。


总而言之,新型环保塑料材料在新能源汽车内饰件的制备中具有较高的应用前景,本文就详细阐述了免喷涂塑料材料、有机-无机纳米复合材料、生物塑料材料和聚氨酯塑料材料在新能源汽车内饰中应用的优势及应注意的事项。



新能源汽车产业变革,未来一定会改变我们的生活。


来源:汽车新技术资讯、专业资料整理



【免责声明】
1、车城网发表的该观点仅代表作者本人,与本网站立场无关,如有侵犯您的权益,请联系立删。
2、版权归原作者所有,车城网平台仅提供信息存储空间服务。