18.05.2013 汽车上的生物基材料 5090209303王瑛韫 汽车上的生物基材料 论生物基材料“环保之美”&“性能之美” 《材料美学》课程综述 机械与动力工程学院 5090209303 王瑛韫 -1-
18.05.2013 汽车上的生物基材料 5090209303 王瑛韫 - 1 - 汽车上的生物基材料 ---论生物基材料“环保之美”&“性能之美” 《材料美学》课程综述 机械与动力工程学院 5090209303 王瑛韫
18.05.2013 汽车上的生物基材料 5090209303王瑛韫 目录 摘要… -3 1.0背景概述 3 1.1汽车行业- 3 1.2生物基材料 -3 1.3历史发展 3 1.4材料之美 2.0研究进展 5 2.1常用的生物基材料 5 2.2汽车部件上的应用 -5 2.3汽车企业生物基材料使用举例 6 2.4生物基材料汽车应用一览表- -11 3.0前景展望 -11 3.1发展动力及潜力- -11 3.2困难与挑战 -12 4.0总结 -13 参考文献 -13 -2-
18.05.2013 汽车上的生物基材料 5090209303 王瑛韫 - 2 - 目录 摘要------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3 1.0 背景概述------------------------------------------------------------------------------------------------------------3 1.1 汽车行业-----------------------------------------------------------------------------------------------------3 1.2 生物基材料--------------------------------------------------------------------------------------------------3 1.3 历史发展-----------------------------------------------------------------------------------------------------3 1.4 材料之美-----------------------------------------------------------------------------------------------------4 2.0 研究进展------------------------------------------------------------------------------------------------------------5 2.1 常用的生物基材料----------------------------------------------------------------------------------------5 2.2 汽车部件上的应用----------------------------------------------------------------------------------------5 2.3 汽车企业生物基材料使用举例------------------------------------------------------------------------6 2.4 生物基材料汽车应用一览表--------------------------------------------------------------------------11 3.0 前景展望----------------------------------------------------------------------------------------------------------11 3.1 发展动力及潜力------------------------------------------------------------------------------------------11 3.2 困难与挑战-------------------------------------------------------------------------------------------------12 4.0 总结-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------13 参考文献----------------------------------------------------------------------------------------------------------------13
18.05.2013 汽车上的生物基材料 5090209303王瑛韫 摘要 本文将综述生物基材料在汽车行业的应用。介绍了对不同生物基材料在不同汽车零部件上的 运用，总结了一部分知名汽车制造商几款运用了生物基材料的车型并分别加以分析，从而对 目前生物基材料在汽车上的运用进行一个梳理。此外，本文还通过分析生物基材料优势和面 临的挑战，对其在汽车行业的应用前景进行了剖析。 本文旨在通过介绍生物基材料的性能和在汽车上各种各样的应用，来彰显作为一种天然材料 的“环保之美”和“性能之美”。 1.0背景概述 1.1汽车行业 汽车行业是一个拥有较长历史发展进程的行业，极大地改变了人们的生活工作方式。而汽车 行业的发展也伴随着大量先进技术的出现和发展，包括燃料、机械、电子等。近年来，从全 球总体情况来说，尤其是在欧美市场，汽车行业经历了2008-2009年行业的整体衰退，之后 又慢慢走上了复苏之路。 尽管如此，汽车行业依旧是一个经济支柱行业。以美国为例，其汽车行业2011年总额达到 了370亿美金，而其中占到最大一部分的价值则是来自于汽车零部件。这就意味着，即便只 是在汽车的某个小零部件上投入开发一种新的科技技术或新的材料运用，比如生物基材料， 并加以成功的应用，那么其带来的收益也将是巨大的。 1.2生物基材料 生物基材料产品是一种全部或主要由生物材料制成的商业或工业产品（除了食品和饲料）。 而所谓的生物经济则是包括生物燃料、生物基材料等。许多工业领域都涉及到了生物经济的 运用，比如农业、能源行业、汽车行业、航空航天、T等等。 生物基材料是指使用了可再生农业或林业材料的工业产品，包括木材、草、农作物、废材等， 用于替代纤维、连接件、加强纤维、塑料及其他传统材料。而在实际运用中，生物基材料往 往和传统材料结合在一起使用，比如用废料再利用和传统材料一起制成产品，或者生物基复 合材料夹在传统材料中取代传统的玻璃加强纤维来充当加强纤维。 1.3历史发展 早在在20世纪30年代，生物基材料酒杯应用在汽车零部件的生产和组件。亨利·福特在油 漆，搪瓷，模压塑料部件中开始采用生物基材料。福特还在各种部件中使用了大豆，亚麻， 木浆，棉，亚麻，苎麻。而在1941年，福特推出了一款车，其车身面板使用以大豆为基础 的塑料。下图显示了福特著名的“大豆车”，其中集成了许多生物基材料。该车的车身集成 了秸秆，亚麻，豆粕，而其轮胎则应用了黄花乳胶。在右边的图像显示，福特正在展示其生 -3-
18.05.2013 汽车上的生物基材料 5090209303 王瑛韫 - 3 - 摘要 本文将综述生物基材料在汽车行业的应用。介绍了对不同生物基材料在不同汽车零部件上的 运用，总结了一部分知名汽车制造商几款运用了生物基材料的车型并分别加以分析，从而对 目前生物基材料在汽车上的运用进行一个梳理。此外，本文还通过分析生物基材料优势和面 临的挑战，对其在汽车行业的应用前景进行了剖析。 本文旨在通过介绍生物基材料的性能和在汽车上各种各样的应用，来彰显作为一种天然材料 的“环保之美”和“性能之美”。 1.0 背景概述 1.1 汽车行业 汽车行业是一个拥有较长历史发展进程的行业，极大地改变了人们的生活工作方式。而汽车 行业的发展也伴随着大量先进技术的出现和发展，包括燃料、机械、电子等。近年来，从全 球总体情况来说，尤其是在欧美市场，汽车行业经历了 2008-2009 年行业的整体衰退，之后 又慢慢走上了复苏之路。 尽管如此，汽车行业依旧是一个经济支柱行业。以美国为例，其汽车行业 2011 年总额达到 了 370 亿美金，而其中占到最大一部分的价值则是来自于汽车零部件。这就意味着，即便只 是在汽车的某个小零部件上投入开发一种新的科技技术或新的材料运用，比如生物基材料， 并加以成功的应用，那么其带来的收益也将是巨大的。 1.2 生物基材料 生物基材料产品是一种全部或主要由生物材料制成的商业或工业产品（除了食品和饲料）。 而所谓的生物经济则是包括生物燃料、生物基材料等。许多工业领域都涉及到了生物经济的 运用，比如农业、能源行业、汽车行业、航空航天、IT 等等。 生物基材料是指使用了可再生农业或林业材料的工业产品，包括木材、草、农作物、废材等， 用于替代纤维、连接件、加强纤维、塑料及其他传统材料。而在实际运用中，生物基材料往 往和传统材料结合在一起使用，比如用废料再利用和传统材料一起制成产品，或者生物基复 合材料夹在传统材料中取代传统的玻璃加强纤维来充当加强纤维。 1.3 历史发展 早在在 20 世纪 30 年代，生物基材料酒杯应用在汽车零部件的生产和组件。亨利·福特在油 漆，搪瓷，模压塑料部件中开始采用生物基材料。福特还在各种部件中使用了大豆，亚麻， 木浆，棉，亚麻，苎麻。而在 1941 年，福特推出了一款车，其车身面板使用以大豆为基础 的塑料。下图显示了福特著名的“大豆车”，其中集成了许多生物基材料。该车的车身集成 了秸秆，亚麻，豆粕，而其轮胎则应用了黄花乳胶。在右边的图像显示，福特正在展示其生
18.05.2013 汽车上的生物基材料 5090209303王瑛韫 物基塑料的强度和韧性，挥舞着斧头敲击他个人的汽车后备箱，而这个后行李箱盖则已经被 加入了部分生物基塑料。 Figure 3:Ford's 1941 Soybean Car Source:Henry Ford Museum 2011 几十年后，在20世纪60年代，椰子纤维被应用于汽车座椅，而木粉填料则被用于聚丙烯复 合内饰件。生物基材料汽车零部件的使用在20世纪90年代初取得了极大的发展。其中包括 用植物纤维复合材料来取代玻璃纤维。在此期间，生物基材料技术的进步大多涉及非结构性 的内部应用。生物基材料引入汽车，首先是在欧洲，后来在北美，并用于制造如门板，包装 托盘，座椅靠背，后备箱内衬等汽车部件。 1.4材料之美 生物基材料在汽车上的运用可谓是一种“材料之美”。 “思维之美” 首先这是一种新奇的概念，突破了我们“汽车就是用钢铁做的”这种传统思维： “性能之美” 其次，生物基材料在不少性能上有着较其传统材料更为优越的表现，而这些正是由于其特殊 的自然机理： “环保之美” 另外，生物基材料还彰显着环保之美。生物基材料的应用可以减少碳排放，实现汽车轻量化， 也便于废气后的处理，更能废物才利用。这些优越的特性在环保问题日益突出的今天显得尤 为宝贵。 本文将回顾总结一下现在已经被应用在汽车中的生物基材料，涉及不同生物基材料、不同汽 车部件以及不同汽车制造厂商，从而对目前的生物基材料在汽车行业中运用的情况有个大体 的了解。此外还对未来生物基材料在汽车行业中进一步应用的前景进行了展望
18.05.2013 汽车上的生物基材料 5090209303 王瑛韫 - 4 - 物基塑料的强度和韧性，挥舞着斧头敲击他个人的汽车后备箱，而这个后行李箱盖则已经被 加入了部分生物基塑料。 几十年后，在 20 世纪 60 年代，椰子纤维被应用于汽车座椅，而木粉填料则被用于聚丙烯复 合内饰件。生物基材料汽车零部件的使用在 20 世纪 90 年代初取得了极大的发展。其中包括 用植物纤维复合材料来取代玻璃纤维。在此期间，生物基材料技术的进步大多涉及非结构性 的内部应用。生物基材料引入汽车，首先是在欧洲，后来在北美，并用于制造如门板，包装 托盘，座椅靠背，后备箱内衬等汽车部件。 1.4 材料之美 生物基材料在汽车上的运用可谓是一种“材料之美”。 “思维之美” 首先这是一种新奇的概念，突破了我们“汽车就是用钢铁做的”这种传统思维； “性能之美” 其次，生物基材料在不少性能上有着较其传统材料更为优越的表现，而这些正是由于其特殊 的自然机理； “环保之美” 另外，生物基材料还彰显着环保之美。生物基材料的应用可以减少碳排放，实现汽车轻量化， 也便于废气后的处理，更能废物才利用。这些优越的特性在环保问题日益突出的今天显得尤 为宝贵。 本文将回顾总结一下现在已经被应用在汽车中的生物基材料，涉及不同生物基材料、不同汽 车部件以及不同汽车制造厂商，从而对目前的生物基材料在汽车行业中运用的情况有个大体 的了解。此外还对未来生物基材料在汽车行业中进一步应用的前景进行了展望
18.05.2013 汽车上的生物基材料 5090209303王瑛韫 2.0研究进展 2.1常用的生物基材料 生物基材料应用于汽车零部件有几种方法。除了传统用途，比如木饰，棉纺织品，皮革座椅， 还有两个使用生物基材料的主要方法：其一是作为增强填料，其二是制成聚合物。生物基材 料可以用来加强或填充结构，包括植物纤维（如麻，洋麻，亚麻，从干、黄麻），以及以各 种木材作为来源或作物残余物的纤维或叶纤维，如剑麻，蕉麻，香蕉纤维。 生物基聚合物来源包括各种大豆、蓖麻子、玉米和甘蔗。这些原料通常是发酵并通过一系列 转换来变成可以用在塑料复合材料的聚合物。就像他们所取代的传统材料，这些生物基聚合 物可以经历挤出、吹塑、模压、注塑、成型、发泡、热成型等加工工艺。 天然纤维填料与增强物是被应用增长最快的聚合物添加剂。在过去的15年中，天然纤维复 合材料已在欧洲汽车业被应用：而在最近几年，这些材料已经获得也在美国得到发展，像蓖 麻和大豆基多元醇在室内泡沫中的使用也己经变得更加普遍。 生物基材料已在一些汽车零部件种得到测试和采用。比如：亚麻、剑麻、大麻用于车门内饰、 座椅靠背的衬里、包货架和地板面板。椰子纤维和生物基泡沫材料已被用于使座椅底部、回 靠垫、头枕。棉等其他天然纤维已被证明可以提供优越的隔音性能并被应用于内饰件。天然 乳胶通过使表面更柔软来提高内饰部件的安全性。蕉麻纤维则被用来制作地板下的车身面板 2.2汽车部件上的应用 采用生物基材料零部件己被用于世界各地的很多汽车制造商，包括奥迪、宝马、克莱斯勒、 菲亚特、福特、通用、本田、马自达奔、驰、欧宝、标致、雷诺、丰田、大众、沃尔沃。 最常见的已采用生物基材料的部件包括门板、座椅靠背、包盘、仪表板、顶棚、后备箱内衬 及其他内饰零件。另外还有一些外部使用生物基的应用。比如丰田已经使用天然纤维在其外 部轮胎罩和发动机罩下散热器末端水箱。另一生物基材料的外部应用的例子是在汽车的磁盘 刹车上使用亚麻纤维代替石棉纤维。此外，Rieder汽车在为奔驰车制造底板中，采用蕉麻纤 维以取代玻璃纤维起到增强作用。 近年来，汽车厂商也开始尝试将天然纤维复合材料应用在汽车结构部件中，而此前一直是使 用合成玻璃纤维，如储备芳纶来作为结构材料的。一些研究者感兴趣的天然纤维与纳米材料 相结合的开发有可能被用在汽车的结构部件。尽管在外观、下罩和结构的应用相对有限且仍 在不断研发中，但是他们作为一种优质技术和高附加值生物基材料的应用方向将会成为重要 的市场。 -5-
18.05.2013 汽车上的生物基材料 5090209303 王瑛韫 - 5 - 2.0 研究进展 2.1 常用的生物基材料 生物基材料应用于汽车零部件有几种方法。除了传统用途，比如木饰，棉纺织品，皮革座椅， 还有两个使用生物基材料的主要方法：其一是作为增强填料，其二是制成聚合物。生物基材 料可以用来加强或填充结构，包括植物纤维（如麻，洋麻，亚麻，从干、黄麻），以及以各 种木材作为来源或作物残余物的纤维或叶纤维，如剑麻，蕉麻，香蕉纤维。 生物基聚合物来源包括各种大豆、蓖麻子、玉米和甘蔗。这些原料通常是发酵并通过一系列 转换来变成可以用在塑料复合材料的聚合物。就像他们所取代的传统材料，这些生物基聚合 物可以经历挤出、吹塑、模压、注塑、成型、发泡、热成型等加工工艺。 天然纤维填料与增强物是被应用增长最快的聚合物添加剂。在过去的 15 年中，天然纤维复 合材料已在欧洲汽车业被应用；而在最近几年，这些材料已经获得也在美国得到发展，像蓖 麻和大豆基多元醇在室内泡沫中的使用也已经变得更加普遍。 生物基材料已在一些汽车零部件种得到测试和采用。比如：亚麻、剑麻、大麻用于车门内饰、 座椅靠背的衬里、包货架和地板面板。椰子纤维和生物基泡沫材料已被用于使座椅底部、回 靠垫、头枕。棉等其他天然纤维已被证明可以提供优越的隔音性能并被应用于内饰件。天然 乳胶通过使表面更柔软来提高内饰部件的安全性。蕉麻纤维则被用来制作地板下的车身面板 2.2 汽车部件上的应用 采用生物基材料零部件已被用于世界各地的很多汽车制造商，包括奥迪、宝马、克莱斯勒、 菲亚特、福特、通用、本田、马自达奔、驰、欧宝、标致、雷诺、丰田、大众、沃尔沃。 最常见的已采用生物基材料的部件包括门板、座椅靠背、包盘、仪表板、顶棚、后备箱内衬 及其他内饰零件。另外还有一些外部使用生物基的应用。比如丰田已经使用天然纤维在其外 部轮胎罩和发动机罩下散热器末端水箱。另一生物基材料的外部应用的例子是在汽车的磁盘 刹车上使用亚麻纤维代替石棉纤维。此外，Rieder 汽车在为奔驰车制造底板中，采用蕉麻纤 维以取代玻璃纤维起到增强作用。 近年来，汽车厂商也开始尝试将天然纤维复合材料应用在汽车结构部件中，而此前一直是使 用合成玻璃纤维，如储备芳纶来作为结构材料的。一些研究者感兴趣的天然纤维与纳米材料 相结合的开发有可能被用在汽车的结构部件。尽管在外观、下罩和结构的应用相对有限且仍 在不断研发中，但是他们作为一种优质技术和高附加值生物基材料的应用方向将会成为重要 的市场
18.05.2013 汽车上的生物基材料 5090209303王瑛韫 2.3汽车企业生物基材料使用举例 2.3.1福特 福特一直坚持绿色材料制造绿色汽车。过去数年中，福特汽车都尽可能广泛地使用更加环保 的非金属可再生生物基材料。比如以大豆为原料的泡沫塑料椅垫、以麦秸为填充料的塑料、 可再生树脂制成的车身底部系统、可再生纱线制成的椅套以及天然纤维塑料制成的内饰件等。 目前，福特在全球的大部分新款汽车或改款车型的座椅织物至少含有25%的回收材料。 下图为福特利用麦秸为填充料的塑料制成汽车内饰的流程图。 Whoat Straw Bio-Fillod Polypropylene Quartor Trim Bin 3m4567 Whoat Straw Whoat Straw Polypropylono Rosin Wheat Straw Bio-Filled Polypropylene 下图为福特用大豆为原料做成的泡沫塑料椅。 -6-
18.05.2013 汽车上的生物基材料 5090209303 王瑛韫 - 6 - 2.3 汽车企业生物基材料使用举例 2.3.1 福特 福特一直坚持绿色材料制造绿色汽车。过去数年中，福特汽车都尽可能广泛地使用更加环保 的非金属可再生生物基材料。比如以大豆为原料的泡沫塑料椅垫、以麦秸为填充料的塑料、 可再生树脂制成的车身底部系统、可再生纱线制成的椅套以及天然纤维塑料制成的内饰件等。 目前，福特在全球的大部分新款汽车或改款车型的座椅织物至少含有 25%的回收材料。 下图为福特利用麦秸为填充料的塑料制成汽车内饰的流程图。 下图为福特用大豆为原料做成的泡沫塑料椅
18.05.2013 汽车上的生物基材料 5090209303王瑛韫 同时，福特将使用后的树脂材料回收，用来制造车底系统，如气动整流罩、防溅保护板、散 热器空气导流罩等。回收的尼龙地毯则制成尼龙树脂，这可以加工成福特3.0升Duratec发 动机的气缸盖罩。福特与俄亥俄州立大学联手研究开发蒲公英用于车辆橡胶新材源，开发天 然纤维成分以取代传统的玻璃纤维，还有纯粹使用可持续原材料（如玉米、甜菜、红薯等） 制造塑料的方法，以及因发现巧克力中的微米级别小气泡而发明的冲入气泡的塑料。 比如福特2010Flex,展示了天然材料的魅力。A.SchulmanInc..公司采用聚丙烯和20%麦秆混 合制成的AgriPlas树脂现被用在Flex的第三排储物箱中，麦秆的自然斑纹在黑色表面上“若 隐若现”，颇具天然质感。AgriPlas制成的储物箱比全PP材质储物箱轻10%，据福特估计， 在储物箱中用麦秆代替树脂将每年减少2万磅的油耗，每年还可减少3万磅的二氧化碳排放。 福特的研究团队正在设法扩大可再生材料与天然材料的应用范围。在福特的早期开发参与下， 有助于确保树脂成品更易满足福特对麦杆在湿度和气味控制上的要求，还可方便地用于现有 生产中。 2.3.2丰田 汽车巨头丰田汽车集团也通过使用生物塑料把零部件生产的二氧化碳排放量减少了20%。 生物塑料零部件从原材料到最终用途的一整个周期中都实现了碳中和。通过活的植物来消除 大气中的二氧化碳，而到期报废的零部件通过会重新释放出二氧化碳的热工艺进行再生。 丰田自称是第一家在车辆内衬和其他内饰表面中使用甘蔗基PT的汽车制造商。在北美，丰 田独创地将甘薯、玉米和糖用甜菜中提炼出的PA和其他聚合物结合在一起。 生物塑料的加工方法取决于所用的汽车零部件。对于车门装饰和行李箱区域饰件，主要将 PLA和PET混合。对于注塑零部件，如防擦板和内饰，则在聚丙烯中混入细磨PLA。 许多丰田车型都使用了大豆基座椅垫，包括Prius、Corolla、Matrix、RAV4和Lexus RX350。 Lexus HS250使用了大量生物基零部件，包括行李箱装饰、前围侧饰板、座椅垫、车门防擦 板和工具箱区域。丰田力争到2015年将其车型中的生物塑料基塑料零部件的比例提升至 20%。 -7
18.05.2013 汽车上的生物基材料 5090209303 王瑛韫 - 7 - 同时，福特将使用后的树脂材料回收，用来制造车底系统，如气动整流罩、防溅保护板、散 热器空气导流罩等。回收的尼龙地毯则制成尼龙树脂，这可以加工成福特 3.0 升 Duratec 发 动机的气缸盖罩。福特与俄亥俄州立大学联手研究开发蒲公英用于车辆橡胶新材源，开发天 然纤维成分以取代传统的玻璃纤维，还有纯粹使用可持续原材料（如玉米、甜菜、红薯等） 制造塑料的方法，以及因发现巧克力中的微米级别小气泡而发明的冲入气泡的塑料。 比如福特 2010Flex，展示了天然材料的魅力。A.SchulmanInc.公司采用聚丙烯和 20%麦秆混 合制成的 AgriPlas 树脂现被用在 Flex 的第三排储物箱中，麦秆的自然斑纹在黑色表面上“若 隐若现”，颇具天然质感。AgriPlas 制成的储物箱比全 PP 材质储物箱轻 10%，据福特估计， 在储物箱中用麦秆代替树脂将每年减少2万磅的油耗，每年还可减少3万磅的二氧化碳排放。 福特的研究团队正在设法扩大可再生材料与天然材料的应用范围。在福特的早期开发参与下， 有助于确保树脂成品更易满足福特对麦杆在湿度和气味控制上的要求，还可方便地用于现有 生产中。 2.3.2 丰田 汽车巨头丰田汽车集团也通过使用生物塑料把零部件生产的二氧化碳排放量减少了 20％。 生物塑料零部件从原材料到最终用途的一整个周期中都实现了碳中和。通过活的植物来消除 大气中的二氧化碳，而到期报废的零部件通过会重新释放出二氧化碳的热工艺进行再生。 丰田自称是第一家在车辆内衬和其他内饰表面中使用甘蔗基 PET 的汽车制造商。在北美，丰 田独创地将甘薯、玉米和糖用甜菜中提炼出的 PLA 和其他聚合物结合在一起。 生物塑料的加工方法取决于所用的汽车零部件。对于车门装饰和行李箱区域饰件，主要将 PLA 和 PET 混合。对于注塑零部件，如防擦板和内饰，则在聚丙烯中混入细磨 PLA。 许多丰田车型都使用了大豆基座椅垫，包括 Prius、Corolla、Matrix、RAV4 和 Lexus RX 350。 Lexus HS 250 使用了大量生物基零部件，包括行李箱装饰、前围侧饰板、座椅垫、车门防擦 板和工具箱区域。丰田力争到 2015 年将其车型中的生物塑料基塑料零部件的比例提升至 20％
18.05.2013 汽车上的生物基材料 5090209303王瑛韫 下图为Toyota2000 GT SEV高性能环保车型，其内饰使用了生物基材料。 2.3.3菲亚特 意大利汽车制造商菲亚特公司也开始向生物塑料领域转变。 菲亚特已在超过100万辆的菲亚特车型中用源自蓖麻油的聚酰胺和源自大豆的聚氨酯来取 代源自石油的传统塑料，而且今后打算继续这么做。在此背景下，菲亚特汽车集团2011年 向全球交付了近220万辆汽车。 菲亚特在巴西推出的车型使用了聚氨酯座椅泡沫，并添加了约5%的大豆多元醇。菲亚特仍 在这方面继续寻求突破：比如，泡沫座椅添加的生物材料含量不能超过5%，不然会失去应 有的弹性。 菲亚特还在考虑提升其用来增强部分车型的塑料和弹性体材料的生物填充物的数量。在 2011年，菲亚特凭借在部分燃料管路中使用了杜邦提供的蓖麻油基Zytel RS聚酰胺1010， 赢得了美国和欧洲的塑料工程师协会颁发的汽车创新奖环境类大奖。 下图为菲亚特利用生物基材料制造的柴油机油线，它能很好地满足其性能要求。 HUTCHINSON >PA1010 Hutchinson SRLof Rivoli.Italy.usesa bio-based material to produce es for Fiat.While biodies use of Zytel RS grade has the necessary chemical resistance and thermal properties such that it is used without the coating.Said another way:a biomaterial facilitates the use of another biomaterial. -8-
18.05.2013 汽车上的生物基材料 5090209303 王瑛韫 - 8 - 下图为 Toyota 2000GT SEV 高性能环保车型，其内饰使用了生物基材料。 2.3.3 菲亚特 意大利汽车制造商菲亚特公司也开始向生物塑料领域转变。 菲亚特已在超过 100 万辆的菲亚特车型中用源自蓖麻油的聚酰胺和源自大豆的聚氨酯来取 代源自石油的传统塑料，而且今后打算继续这么做。在此背景下，菲亚特汽车集团 2011 年 向全球交付了近 220 万辆汽车。 菲亚特在巴西推出的车型使用了聚氨酯座椅泡沫，并添加了约 5％的大豆多元醇。菲亚特仍 在这方面继续寻求突破；比如，泡沫座椅添加的生物材料含量不能超过 5％，不然会失去应 有的弹性。 菲亚特还在考虑提升其用来增强部分车型的塑料和弹性体材料的生物填充物的数量。在 2011 年，菲亚特凭借在部分燃料管路中使用了杜邦提供的蓖麻油基 Zytel RS 聚酰胺 1010， 赢得了美国和欧洲的塑料工程师协会颁发的汽车创新奖环境类大奖。 下图为菲亚特利用生物基材料制造的柴油机油线，它能很好地满足其性能要求
18.05.2013 汽车上的生物基材料 5090209303王瑛韫 2.3.4马自达 日本的马自达汽车公司自称在汽车业开创了两项先河：一项是将含量超过80%的植物基材 料用在Premacy Hydrogen RE混合动力车的内饰件中：另一项是在座椅套中使用了100%植 物基生物布料。 下图为马自达Premacy Hydrogen RE中采用生物基材料的一部分，可以看到在部件上印刻的 Biotechmaterial字样。 Biolechmaleria 72 2.3.5宝马 美国江森自控有限公司同时也将为德国宝马集团提供结合了木质纤维和塑料的车门镶板，其 重量比传统材料要轻20%。这类材料将在新版宝马3系汽车中得到应用，将使其燃油效率 得到提高。 2.3.6戴姆勒 在欧洲，戴姆勒可以被认为是应用生物基材料最多的汽车制造商，主要通过其梅赛德斯奔 驰品牌。梅赛德斯已经将各种类型的自然纤维运用到了它的汽车当中，比如羊毛亚麻、大麻、 剑麻、蕉麻、棉和黄麻纤维。这些纤维被用在超过50中零部件商，包括备胎室盖、车身底 板、座椅靠背上、发动机和变速器盖、后面板货架、门内饰板。比如在塑料车门衬板中混合 了红麻、亚麻和剑麻。梅赛德斯奔驰的Biome概念车被设想为一款采用有机纤维的“实验 室培育”的汽车，这种纤维比钢材更结实，但比金属更轻，且在寿终时可进行堆肥处理。 生物基材料已被应用在了梅赛德斯-奔驰A-C型，E和S级车型。下图显示了梅赛德斯·奔 驰E中利用生物基材料的零部件。 -9-
18.05.2013 汽车上的生物基材料 5090209303 王瑛韫 - 9 - 2.3.4 马自达 日本的马自达汽车公司自称在汽车业开创了两项先河：一项是将含量超过 80％的植物基材 料用在 Premacy Hydrogen RE 混合动力车的内饰件中；另一项是在座椅套中使用了 100％植 物基生物布料。 下图为马自达 Premacy Hydrogen RE 中采用生物基材料的一部分，可以看到在部件上印刻的 Biotechmaterial 字样。 2.3.5 宝马 美国江森自控有限公司同时也将为德国宝马集团提供结合了木质纤维和塑料的车门镶板，其 重量比传统材料要轻 20％。这类材料将在新版宝马 3 系汽车中得到应用，将使其燃油效率 得到提高。 2.3.6 戴姆勒 在欧洲，戴姆勒可以被认为是应用生物基材料最多的汽车制造商，主要通过其梅赛德斯-奔 驰品牌。梅赛德斯已经将各种类型的自然纤维运用到了它的汽车当中，比如羊毛亚麻、大麻、 剑麻、蕉麻、棉和黄麻纤维。这些纤维被用在超过 50 中零部件商，包括备胎室盖、车身底 板、座椅靠背上、发动机和变速器盖、后面板货架、门内饰板。比如在塑料车门衬板中混合 了红麻、亚麻和剑麻。梅赛德斯奔驰的 Biome 概念车被设想为一款采用有机纤维的“实验 室培育”的汽车，这种纤维比钢材更结实，但比金属更轻，且在寿终时可进行堆肥处理。 生物基材料已被应用在了梅赛德斯-奔驰 A-C 型，E 和 S 级车型。下图显示了梅赛德斯 - 奔 驰 E 中利用生物基材料的零部件
18.05.2013 汽车上的生物基材料 5090209303王瑛韫 Figure 4:Mercedes-Benz E-Class with Bio-Based Components Source:Holbery and Houston 2006 2.3.7瑞士Hepia大学研究团队 在巴黎举办的2012EC复合材料展览会上，名为BioMobile.ch的车辆原型向公众亮相。其上 部用香蕉纤维增强，以优化外观，而形状更复杂的下部则用法国博舍工业公司供应的Greelite 增强材料增强。车身上部和下部使用的树脂都是从松木提取的树脂。Greelite是博舍工业公 司以纯纤维素纤维为原料研制的新一代可再生机织物。Greelite材料可降解，与生物基树脂 非常相容，适合于大规模生产100%的生物基复合材料，在可持续性、强度和品质方面都是 一大进步。 BioMobile.ch车辆是由Hepia(西瑞士应用科学大学日内瓦景观、建筑和工程学院)研制的， 原本是作为一种参加国际竞赛的高能效车辆，竞赛的指标是用一升燃油所能行驶的最多里程。 数年来，Hepia的原型经过不断改进，纳入了生物基燃料和材料。Hepia还研发了X41一一一 种用有机废物制成的生物燃料，它可用于任何发动机，不需修改原有的技术，也不影响车辆 性能。 下图为Biomobile的实物照片。 bomoble.ch -10-
18.05.2013 汽车上的生物基材料 5090209303 王瑛韫 - 10 - 2.3.7 瑞士 Hepia 大学研究团队 在巴黎举办的 2012JEC 复合材料展览会上，名为 BioMobile.ch 的车辆原型向公众亮相。其上 部用香蕉纤维增强，以优化外观，而形状更复杂的下部则用法国博舍工业公司供应的 Greelite 增强材料增强。车身上部和下部使用的树脂都是从松木提取的树脂。Greelite 是博舍工业公 司以纯纤维素纤维为原料研制的新一代可再生机织物。Greelite 材料可降解，与生物基树脂 非常相容，适合于大规模生产 100%的生物基复合材料，在可持续性、强度和品质方面都是 一大进步。 BioMobile.ch 车辆是由 Hepia（西瑞士应用科学大学日内瓦景观、建筑和工程学院）研制的， 原本是作为一种参加国际竞赛的高能效车辆，竞赛的指标是用一升燃油所能行驶的最多里程。 数年来，Hepia 的原型经过不断改进，纳入了生物基燃料和材料。Hepia 还研发了 X41——一 种用有机废物制成的生物燃料，它可用于任何发动机，不需修改原有的技术，也不影响车辆 性能。 下图为 Biomobile 的实物照片
