新型高分子材料减少二氧化碳的排放

轻量化已经成为自动化工业提高燃油效率和降低二氧化碳排放的重要方法。因此,杜邦公司与业界合作,通过设计开发新型更轻重量组件来满足固有的轻量级塑料的性能需要。

最新的例子是杜邦Zytel尼龙聚酰胺树脂的卡车油盘:它可以取代铝,并比铝轻了6千克(50%)。热塑性复合材料的发展取代金属,结构上拥有轻质、强度和刚度的特性,从而应用在机身、悬架或者引擎盖的承重和碰撞保护部件。

“设计塑料相比把塑料作为金属设计的一部分需要不同的方法和材料数据,但是更易于确保获得轻量化、强度以及功能化的优异。”杜邦高性能聚合物EMEA(欧洲中东及非洲地区)的汽车主管 Patrick Cazuc这样说。为了证明这一点,公司从多个不同的角度来描述这种材料。“我们已经与业内做了相关测试证明,我们能够更好的预测材料的性能,帮助改善材料选择过程和加速开发的时间”。

据估计,汽车质量减少50Kg,可以减少5g/km的二氧化碳排放量,并且增加2%的燃油效率。单就发动机而言,塑料代替金属在发动机中的应用,每辆车可以至少减少11Kg,涡轮增压发动机中暴露在高温环境下的部分的寿命亦可翻倍。2013年,美国化学公司报道将减少应用830万台发动机,需要10亿升燃料,或者将近1000万桶原油。

“汽车行业正面临着严峻的挑战,在欧洲最受争议的是二氧化碳的减排;加上发动机冷却液,温度,还有增加的重量的新性能、舒适度以及安全因素,这些挑战都为杜邦公司工程类高分子和高性能弹性体发展轻量化创造了机会,” Cazuc解释道。“这个行业的设计比过去更加开放来推动塑料的极限以迎接这些挑战。在杜邦塑料中,这些轻质的热塑性物质增加刚度,以适用于新的油盘、排气消声器和排气管。我们正在与汽车制造商合作,让这些创新理念有更高的可靠性以合理的成本更快的进入市场。”

为了证明这一合作,公司将在K2013展会中展示一个由ElringKlinger注塑而成的巨大的卡车油盘,用于梅赛德斯-奔驰汽车中,它比铝更轻,并在典型的150万公里寿命中,能抵抗石头和砾石的影响,并且与金属相比,噪声水平也减少了2dB。

与PSA标致雪铁龙合作一个热塑性材料发展技术,测试一个用杜邦Vizilon制成的侧面防撞梁,结果表明与超高强度钢(UHHS)相比减少40%的重量,同时比金属和短玻璃纤维聚合物防撞梁吸收更多的能量。因此,这种材料通过了PSA标致雪铁龙的冲撞测试,使其非常适用于冲撞组件。同时也提供了在-40°C至+90°C之间的刚度性能,在80°C以上性能超出聚丙烯基复合材料。

据杜邦公司称,该公司专注于减少对化石燃料的依赖,着重投资在先进材料和专业应用的开发上,尤其是能够替代金属的更轻的材料,同时能够承受酷暑,腐蚀性化学药品以及现代社会高频率的使用强度。目标是不影响结构性能和可持续性的基础上减轻元件的重量,以帮助减少车辆总重,从而减少二氧化碳的排放,建立未来能源安全。

这些技术已于2013年10月16至23号在德国杜塞尔多夫的国际塑料橡胶展览会(简称K展),06号馆杜邦展位C43上展出。

来源:MaterialsViews

翻译:李晓宁