基于新材料的全要素綠色處理汽車內飾

向佳 周佳穎 ?龍嘉佳

摘 要：針對塑料廢物的處理方案，當前以革新處理技術為主流，本文另辟蹊徑，從汽車新材料的角度出發，目的是尋求可替代材料以代替傳統汽車部件材料，以實現節能減排的目的。文章是以汽車內飾為例，對未來汽車發展方向提出新的思路，同時也是實現汽車車體節能減排的重要舉措。

關鍵詞：廢舊汽車塑料;新材料;聚乳酸;聚丙烯;生物降解

21世紀，我國汽車工業進入高發展期，2010年我國汽車保有量達到高峰，躍居世界第一。大量汽車的出現的同時，也帶來了大量汽車廢物的產生。而汽車廢物中，有較大部分不可回收廢物來自汽車塑料，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帶來了不小的環境負擔，因此，近年來廢舊汽車塑料的回收利用問題引起了世界各國的重視。

1 報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，與常用材料構成成分和性能有顯著區別。聚乳酸材料具有良好的可降解性，可以完全轉化生成二氧化碳和水，沒有任何固體殘留，是一種綠色環保材料，同時原料來源廣，且易得到目前為止聚乳酸材料已經從一代發展至四代，原料來源也從最初的玉米、小麥等農作物進化為甲烷等氣體。

（2）聚丙烯PP。聚丙烯是一種不完全生物降解的材料。但相比于一些對環境污染更大的材料，聚丙烯依然是一種對環境危害更小的選擇。世界上用于生產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。聚丙烯樹脂是四大通用型熱塑性樹脂（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聚合反應生產制得。

（3）新材料報廢處理方法。1）機械法。機械法有將涂層膜分離的技術和從基材上剝離的技術兩類。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）化學法。化學法是用酸、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。經化學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境污染的觀點出發，有必要進行分離、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，然后在擠出機中熔融混合進基材材料并微細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。聚乳酸不僅在環保方面滿足要求，且在防火性能，環保性能，老化性能，耐高低溫性能，物理機械性能方面具有突出表現。

保險杠、汽油箱、擋泥板分別對耐沖擊性、耐震動性具有一定要求，經過材料的性能對比，可以發現聚乳酸在拉伸強度和硬度上都優于低壓聚乙烯。因此我們認為以聚乳酸替代低壓聚乙烯在汽車的保險杠、汽油箱、擋泥板上應用具有一定可能性。

（2）聚乳酸替代ABS。聚乳酸能夠進行完全生物降解，相比于ABS更加環保。

雖然目前無法通過實驗證明聚乳酸是否滿足車門內板的要求，但聚乳酸在防火性能，環保性能，老化性能， 耐高低溫性能，物理機械性能幾大方面都滿足了國家的相關要求，被廣泛運用在高鐵內飾上， 因此具有實現的可能。

（3）聚丙烯/PP替代有機玻璃。聚丙烯是丙烯加聚反應而成的聚合物。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、電流，大燈殼體的散熱結構，燈內聚光輻射裝置。通常汽車大燈所采用的燈泡都是鹵素的燈泡，這種燈泡靠電流點燃燈絲發熱，因此其亮度和熱度都取決于所供電流的強度。

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，從而進一步提高了耐擦傷性和耐候性。也有用BNC（團狀模塑料）、PPS、PC、PBT等制成。但大多都是使用有機玻璃制作燈外罩

（4）聚丙烯/PP替代ABS。聚丙烯具有良好的機械性能，可以直接制造或改性后制造各種機械設備的零部件，如制造工業管道、農用水管、電機風扇、基建模板等。改性的聚丙烯可模塑成保險杠、防擦條、汽車方向盤、儀表盤及車內裝飾件等，大大減輕車身自重達到節約能源的目的。 從環保的角度來看，以聚丙烯替代PC+ABS在儀表板上應用具有可行性。

（5）問卷結果分析。本次采用問卷調查的方式，用以調查人們對新材料的了解程度、對汽車內飾環保材料的需求程度、以及大眾對新材料汽車的接受程度。本次問卷共150份。

針對最終結果分析得到：1）人們對汽車內飾材料安全、環保性能要求較高。新材料以價格上浮換來汽車內飾的安全環保，在合理的上浮價格內，被大多數車主接受并愿意購買。2）大多數車主以非常期待的態度對待新材料取代傳統材料的方案。3）在正確的引導和介紹下，絕大多數車主愿意選擇環保節能材料車輛內飾。

根據以上結果表明，汽車新材料在合理范圍內價格上浮，能夠被絕大多數車主所接受，在人群中有一定接納度，在汽車內飾上運用具有可行性。

2 創新與展望

2.1 創新點

傳統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，但這些方法會造成土地的占用、二次污染的產生、材料的回收利用率等問題，對環境造成了較大負擔，針對這些情況，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，以汽車內飾為例，對新材料進行了大量調研，最終選取了兩種環境降解高分子，并針對材料進行了替換的可行性分析。

2.2 展望

十三五規劃中提到大力發展循環經濟，建立健全資源高效利用機制，而隨著汽車工業的發展，汽車輕量化水平的提高是大勢所趨，節能環保成為世界共同的主題，人們對節能環保材料的需求也會日益增大。通過對一系列新材料的性能、原材料來源、以及后處理方式等進行了調研，總結分析了新材料的優勢和可代替性，對未來汽車的輕量化、綠色化、環保安全的發展提供新的材料選擇。

參考文獻：

[1]汽車塑料廢棄物的產生與回收利用[J].塑料科技，2015，43（09）：50.

[2]趙清華，陳銘.國外ASR處理方法[J].制造技術與機床，2012（12）：49-52.