改性聚乳酸材料应用于汽车部件的可行性分析及验证
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２ ． ２ 改 性 聚 乳 酸 材 料 的性 能
抗 冲击 强 度 可 达 到 １ － 程 塑 料 的 性 能 要求 ． 特 别 是 Ｐ Ｌ Ａ 一 ２ 的弯 ｝ ｝ ｝ ｆ 模量 ＿ 『 达到 ｌ ０ ６ ０ ０ ＭＰ ａ ： 改性 提 高
聚乳 酸材 料韧性 的同 时 ， 并 没有 牺牲 材 料的 刚 Ｐ Ｉ ： － ；
１ 前 言
汽 车行 业 的 发 展 ， 加剧 了石 油 资 源 的过 度 消 耗 。有 数据 示 ， ３ ５ ％的石油 消 费品被用 作汽 车燃 料； 同时 ， 大量 石油 基高 分子 材 料也被 用 于制作 汽 车部件… 中 罔汽 车工 业 协 会 的 统 计 数 据 显 示 ， ．
．
蔚 料 匝 胃‘
改性聚乳酸材料应 用于汽 车部件 的
可行 性 分 析 及 验 证
颜 景 丹 张 永 刚 王 国未 王旭
（ 北 京北 汽德 奔 汽车技 术 中心 有 限公 司 ， 北京 １ ０ １ ３ ０ ０ ）
摘要 ： 聚乳 酸 （ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｌ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ Ａ ｃ ｉ ｄ ， Ｐ Ｌ Ａ） 是 目前 应 用 最 为 广泛 的生 物 基 可 降 解材 料 之一 ， 系统 地
为 乘 用 车新 技 术 及新 材 料 工 程 开 发
２ ０ １ ７ 年第１ ０ 期
汽车Ｔ艺与材料 Ａ Ｔ ＆ Ｍ Ｉ ６ ５
．
材 料 匝 用
酸改 性 材 料 （ Ｐ Ｉ Ａ — ｌ 和Ｐ Ｌ Ａ 一 ２ ） 与３ 种 汽 零 部件 常刚］ 程 塑料 （ Ａ Ｂ Ｓ 、 Ｐ Ｐ — Ｌ （ Ｆ 、 Ｐ Ａ 一 （ Ｆ ） 的主 物理 性 能对 比结 果 。从 表 中可以 看…， 聚乳 酸材 料经过 玻 纤 改性 后 ， 韧性 得到 了明 的提 高 ； 弯ｆ ¨ １ 模 址 和
分析及验证 了汽车部件使用改性 聚乳 酸材料 的可行性 。改性 聚乳酸材料的力学性能与汽车用
传统 １ 二 程 塑料 （ 如Ａ Ｂ Ｓ、 Ｐ Ｐ等 ） 相 当， 具 有应 用 于 汽 车 内饰 部 件 的 可行 性 。根 据 汽 车一 般 内饰 件
对 塑 料 材 料 的要 求 ， 对 改 性 聚 乳 酸 材 料 展 开 了一 系 列性 能 验 证 ． 结 合 内饰 板 试 模 验 证 结 果 ， 认
基 可降 解 材料 废 弃后 在 特 定 条件 下 分解 为 Ｃ Ｏ 和 Ｈ ： ０． 可减 少“ 白色污 染” ， 生物 基材料 的创新 应用能 够推动汽车］ 业“ 绿 色制造” 的发展 。
聚乳酸材 料被称 为“ 玉 米塑料” ， 是 目前应用最
为广泛的生物基 材料之 一。聚乳 酸以天然玉米为原 料、 经化学 方法 合成 而得 ， 聚乳 酸材料 在废 弃后 ， 可 被微生物 分解 为 Ｃ Ｏ 和Ｈ ０， 不 会污染环境 。 因此 ， 聚乳酸被公认 为２ ｌ 世纪绿 色环 保 、 可持续发 展的新 型生态材料 １ 。丰田 、 福特 和马 自达等 困外 主机厂 已
基 高分 子材料 的 使用 会带 来环境 污 染等 问题 ， 《 【 １ １
经率 先开展 了聚乳酸 材料汽车零部 件 的研 发 ， 比如
丰 田ຫໍສະໝຸດ Baidu车用 聚乳 酸 和麻纤 维复 合 ， 制成 了备胎盖板
同 制造 ２ ０ ２ ５ ＞ ＞ 中指 出要 关 注 生物 基 材 料 等战 略 前
沿材 料 。生 物 基 高分 子 材 料 源 于可 再 生原 料 ， 可
和门板 ； 帝 人纤 维与 马 自达共 同开发 ｝ ｒ ｛ ｛ 使用 聚乳酸
纤维 的汽 车座椅材料 。但 国内 自主品牌汽 车还没有
减 少对石 油 等不 可再 生 资源 的依赖 和 消耗 。生 物
聚乳 酸材料应用 的报道 ， 本文分析 及验 证了 自主品 牌汽车的注塑部件使用改性 聚乳 酸材料 的可行性 。
基 金项 目 ： “ 重 点 基 础 材 料 技 术 提 升 与 产 业 化 ”重 点 专 项
（ ２ ０ｌ ７ ＹＦ Ｂ０ ３ ０ ９ ３ ０ ０）
２ 材 料 性 能 验 证
２ ． １ 聚乳酸材料 的性 能 聚乳 酸是 一种 有 相对 高热 稳定 性 的 可结 晶热
作者简 介： 颜景丹（ １ ９ ８ ４ 一） ， 女， 工程 师． 工学博 士， 主要研 究方向
塑性 高 分子 ． 玻璃 化转 变温度 （ ） 的６ ０℃左 右 结
晶温度 （ Ｔ ｃ ） 约为 １ ２ ５ ｏ Ｃ， 熔点 （ Ｔ ｍ） 约为 １ ７ ０℃． 聚 乳 酸 的加 能很 好 ， 能用 普通 设 备进 行注 射 、 挤
ｍ、 托伸 、 吹塑， 具 有 良好 的二 次加 ｒ性 能” ， 但 是 聚乳 酸 本 身 为线 型聚 合物 ， 聚 合物 的相 对 分 子 量 分布过宽 ， 这 使 得 聚 乳 酸 材 料 的强 度 较 低 、 脆性 高、 热 变 形温 度 较 低 、 抗 冲击性 差 。因此 ， 需 要 对 聚乳 酸 材 料进 行 强 度 、 韧性 、 耐热 、 耐 久等 方 面 的 改性增强 ， 以达到－ １ 程 塑料 的使 用要求 。
２ ０ ｌ ６ 年 中国 汽 车产 量 为 ２ ８ ｌ １ ． ９万辆 ， 按 照单 车用
塑料 ２ ０ ０ ｋ ｇ 测算 ， 国 内 汽 车行 业 共 生 产 塑料 制 品
５ ６ ２ ． ４ 万ｔ 。随 着汽 车轻量 化和 以塑代 钢 的发展 ， 到 ２ ０ ２ ０年 预计单 车用 塑料 量 可达 ５ ０ ０ ｋ ｇ 。 大量 石 油
为改性 聚乳 酸 材 料 能 够满 足一 般 汽 车 内饰 件 的 使 用要 求 ， 具 有应 用 的 可行性 。 关键 词 ： 聚乳 酸 生物基 汽 车 内饰 件
文 献标 识 码 ： Ｂ
中 图分 类 号 ： Ｕ ４ ６ ５ ． ４ ； Ｕ ４ ６ ７ ． ３ ； ０ ６ ３ ６ ． ９
抗 冲击 强 度 可 达 到 １ － 程 塑 料 的 性 能 要求 ． 特 别 是 Ｐ Ｌ Ａ 一 ２ 的弯 ｝ ｝ ｝ ｆ 模量 ＿ 『 达到 ｌ ０ ６ ０ ０ ＭＰ ａ ： 改性 提 高
聚乳 酸材 料韧性 的同 时 ， 并 没有 牺牲 材 料的 刚 Ｐ Ｉ ： － ；
１ 前 言
汽 车行 业 的 发 展 ， 加剧 了石 油 资 源 的过 度 消 耗 。有 数据 示 ， ３ ５ ％的石油 消 费品被用 作汽 车燃 料； 同时 ， 大量 石油 基高 分子 材 料也被 用 于制作 汽 车部件… 中 罔汽 车工 业 协 会 的 统 计 数 据 显 示 ， ．
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蔚 料 匝 胃‘
改性聚乳酸材料应 用于汽 车部件 的
可行 性 分 析 及 验 证
颜 景 丹 张 永 刚 王 国未 王旭
（ 北 京北 汽德 奔 汽车技 术 中心 有 限公 司 ， 北京 １ ０ １ ３ ０ ０ ）
摘要 ： 聚乳 酸 （ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｌ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ Ａ ｃ ｉ ｄ ， Ｐ Ｌ Ａ） 是 目前 应 用 最 为 广泛 的生 物 基 可 降 解材 料 之一 ， 系统 地
为 乘 用 车新 技 术 及新 材 料 工 程 开 发
２ ０ １ ７ 年第１ ０ 期
汽车Ｔ艺与材料 Ａ Ｔ ＆ Ｍ Ｉ ６ ５
．
材 料 匝 用
酸改 性 材 料 （ Ｐ Ｉ Ａ — ｌ 和Ｐ Ｌ Ａ 一 ２ ） 与３ 种 汽 零 部件 常刚］ 程 塑料 （ Ａ Ｂ Ｓ 、 Ｐ Ｐ — Ｌ （ Ｆ 、 Ｐ Ａ 一 （ Ｆ ） 的主 物理 性 能对 比结 果 。从 表 中可以 看…， 聚乳 酸材 料经过 玻 纤 改性 后 ， 韧性 得到 了明 的提 高 ； 弯ｆ ¨ １ 模 址 和
分析及验证 了汽车部件使用改性 聚乳 酸材料 的可行性 。改性 聚乳酸材料的力学性能与汽车用
传统 １ 二 程 塑料 （ 如Ａ Ｂ Ｓ、 Ｐ Ｐ等 ） 相 当， 具 有应 用 于 汽 车 内饰 部 件 的 可行 性 。根 据 汽 车一 般 内饰 件
对 塑 料 材 料 的要 求 ， 对 改 性 聚 乳 酸 材 料 展 开 了一 系 列性 能 验 证 ． 结 合 内饰 板 试 模 验 证 结 果 ， 认
基 可降 解 材料 废 弃后 在 特 定 条件 下 分解 为 Ｃ Ｏ 和 Ｈ ： ０． 可减 少“ 白色污 染” ， 生物 基材料 的创新 应用能 够推动汽车］ 业“ 绿 色制造” 的发展 。
聚乳酸材 料被称 为“ 玉 米塑料” ， 是 目前应用最
为广泛的生物基 材料之 一。聚乳 酸以天然玉米为原 料、 经化学 方法 合成 而得 ， 聚乳 酸材料 在废 弃后 ， 可 被微生物 分解 为 Ｃ Ｏ 和Ｈ ０， 不 会污染环境 。 因此 ， 聚乳酸被公认 为２ ｌ 世纪绿 色环 保 、 可持续发 展的新 型生态材料 １ 。丰田 、 福特 和马 自达等 困外 主机厂 已
基 高分 子材料 的 使用 会带 来环境 污 染等 问题 ， 《 【 １ １
经率 先开展 了聚乳酸 材料汽车零部 件 的研 发 ， 比如
丰 田ຫໍສະໝຸດ Baidu车用 聚乳 酸 和麻纤 维复 合 ， 制成 了备胎盖板
同 制造 ２ ０ ２ ５ ＞ ＞ 中指 出要 关 注 生物 基 材 料 等战 略 前
沿材 料 。生 物 基 高分 子 材 料 源 于可 再 生原 料 ， 可
和门板 ； 帝 人纤 维与 马 自达共 同开发 ｝ ｒ ｛ ｛ 使用 聚乳酸
纤维 的汽 车座椅材料 。但 国内 自主品牌汽 车还没有
减 少对石 油 等不 可再 生 资源 的依赖 和 消耗 。生 物
聚乳 酸材料应用 的报道 ， 本文分析 及验 证了 自主品 牌汽车的注塑部件使用改性 聚乳 酸材料 的可行性 。
基 金项 目 ： “ 重 点 基 础 材 料 技 术 提 升 与 产 业 化 ”重 点 专 项
（ ２ ０ｌ ７ ＹＦ Ｂ０ ３ ０ ９ ３ ０ ０）
２ 材 料 性 能 验 证
２ ． １ 聚乳酸材料 的性 能 聚乳 酸是 一种 有 相对 高热 稳定 性 的 可结 晶热
作者简 介： 颜景丹（ １ ９ ８ ４ 一） ， 女， 工程 师． 工学博 士， 主要研 究方向
塑性 高 分子 ． 玻璃 化转 变温度 （ ） 的６ ０℃左 右 结
晶温度 （ Ｔ ｃ ） 约为 １ ２ ５ ｏ Ｃ， 熔点 （ Ｔ ｍ） 约为 １ ７ ０℃． 聚 乳 酸 的加 能很 好 ， 能用 普通 设 备进 行注 射 、 挤
ｍ、 托伸 、 吹塑， 具 有 良好 的二 次加 ｒ性 能” ， 但 是 聚乳 酸 本 身 为线 型聚 合物 ， 聚 合物 的相 对 分 子 量 分布过宽 ， 这 使 得 聚 乳 酸 材 料 的强 度 较 低 、 脆性 高、 热 变 形温 度 较 低 、 抗 冲击性 差 。因此 ， 需 要 对 聚乳 酸 材 料进 行 强 度 、 韧性 、 耐热 、 耐 久等 方 面 的 改性增强 ， 以达到－ １ 程 塑料 的使 用要求 。
２ ０ ｌ ６ 年 中国 汽 车产 量 为 ２ ８ ｌ １ ． ９万辆 ， 按 照单 车用
塑料 ２ ０ ０ ｋ ｇ 测算 ， 国 内 汽 车行 业 共 生 产 塑料 制 品
５ ６ ２ ． ４ 万ｔ 。随 着汽 车轻量 化和 以塑代 钢 的发展 ， 到 ２ ０ ２ ０年 预计单 车用 塑料 量 可达 ５ ０ ０ ｋ ｇ 。 大量 石 油
为改性 聚乳 酸 材 料 能 够满 足一 般 汽 车 内饰 件 的 使 用要 求 ， 具 有应 用 的 可行性 。 关键 词 ： 聚乳 酸 生物基 汽 车 内饰 件
文 献标 识 码 ： Ｂ
中 图分 类 号 ： Ｕ ４ ６ ５ ． ４ ； Ｕ ４ ６ ７ ． ３ ； ０ ６ ３ ６ ． ９