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展示可回收的生物基汽车复合材料

ECOXY研究联盟最近开发了一种演示汽车部件,由可回收的亚麻纤维和一种特殊的生物基环氧树脂制成。
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汽车后座用生物基环氧树脂

使用亚麻纤维增强的生物基环氧树脂开发的一个演示后座面板。来源|夫琅和费ICT

最近一个由财团主导的研究项目提出了一种新的、更可持续的复合材料用于汽车应用。生态XY由欧盟(EU)资助的财团由13个研究和行业合作伙伴组成,致力于开发可回收、可重塑和可修复的生物基聚合物,用于汽车和建筑行业的复合部件。今年7月,弗劳恩霍夫化学技术研究所(ICT,Pfinztal,德国)宣布该联盟已成功开发出由生物基复合材料制成的演示后座椅靠背板。

根据ICT,该项目同时解决了汽车行业的两个可持续性挑战:轻量化以降低燃料消耗和可回收性。对于项目合作伙伴Centro Ricerche Fiat(CRF,Orbassano,意大利),目标包括减轻零件和零件制造成本的成本。“如果用聚合物面板将钢板替换为钢面板,我们将重量减轻56%,这意味着完整的靠背是1.5公斤的更轻,”埃里卡诺·曼吉诺,来自CRF的代表。

然而,在汽车行业,减重往往导致材料或工艺成本的增加。根据ICT的说法,ECOXY项目的目标是通过优化工艺和使用可回收材料,在不牺牲部件性能的情况下,维持相同的成本,甚至降低部件生产的总成本——在这种情况下,这意味着优先考虑乘客的安全。后座后面板必须能够保护后座乘客在前碰撞的情况下不被转移的行李,并必须抵抗沉重的负荷。

汽车后排座椅靠背

原始钢后座后面板及其放置在内蓝旗亚Y车辆。来源|夫琅和费ICT

据ICT称,由于其重量轻、机械性能高,复合材料通常以纤维增强热固性环氧材料的形式被用于这些类型的结构应用。“然而,”ICT研究员Rainer Wendel说,“由于热固性塑料的高度交联结构,它们不能再加工,而且很难修复和回收。”ICT说,基于热固性的复合材料通常在其使用寿命结束时作为废物处理或焚烧。

ECOXY财团能够开发出一种重量轻、成本效益高的后排座椅背板通过亚麻纤维的组合和由联盟合作伙伴特异性聚合物(Castries,France)开发的基于生物基环氧树脂的结合可回收。此外,Wendel补充说,联盟的生物基复合材料是高度可修复和再处理的,可回收的。

ICT所说的基于生物的环氧树脂,包括使用“动态”硬化剂 - 这意味着与传统硬化剂不同,基于可逆的共价键,在某些温度和压力条件下将重新排列的同时,在保持交联密度(以及相关机械性能)。根据ICT,Ecoxy的树脂研究是由最近的Consortium Partner Cidetec(SanSebastián,西班牙)的开发刺激,最近专利了一种使用可逆化学的热固性环氧树脂系列。

开发一种生物基复合汽车后排座椅

Ecoxy Consortium Partners在演示面板上进行了一系列测试,包括超重滥用测试(左)和Erichsen划伤性测试(右)。来源|夫琅和费ICT

在这个项目中,来自ICT的科学家为意大利紧凑型汽车生产了由生物基复合材料制成的后座面板蓝旗亚Y采用湿压成型工艺。ICT称,除了机械性能外,ECOXY面板还满足了美学要求,因为不需要纺织品覆盖,因此可以额外减轻重量。划痕和紫外线测试确保了所开发材料的耐腐蚀性。

ECOXY项目仍在进行中。ICT表示,一旦完成,其目标是用更可持续的生物基复合材料生产更多的汽车零部件,如车顶或引擎盖面板。

欲了解更多关于ECOXY的信息,请访问Ecoxy.eu.

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