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在发达国家以完全生物降解塑料的研发最为活跃,随着针对汽车材料的环保法规的不断完善

根据美国弗里多尼亚集团(Freedonia
Group)的报告,美国工程塑料需求未来预计每年增长2.6%,将于2019年达到510十亿磅。随着技术的进步,现有产品中越来越多的金属被塑料所替代,这也为工程塑料的需求增长和新应用开发打开大门。然而在已然成熟的市场以及成本更低的商品树脂激烈的竞争下,工程塑料的需求量只会缓慢增长。目前工程塑料的发展和趋势已成为一个新的研究项目。

随着塑料造成的环境污染日益严重,生物降解塑料包装迎来新的商机。
生物降解塑料是指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌和藻类的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。那么非生物降解性塑料包装自然也是非环境友好型的,它的运用将会对环境造成巨大的伤害。
据悉,欧、美、日等发达国家和地区相继制订和出台了有关法规,通过局部禁用、限用、强制收集以及收取污染税等措施限制不可降解塑料的使用,大力发展生物降解新材料,以保护环境、保护土壤,其中法国2005年即出台政策规定所有可拎一次性塑料袋在2010年后必须可生物降解。现在喀麦隆也加入这个阵营,可见非环境友好型的包装材料将在以后的发展市场中不断碰壁。与之相对应的,环境友好型包装材料将迎来发展黄金期。
而所谓可降解塑料按其降解机理主要分为光降解塑料、生物降解塑料和光/生物双降解塑料。目前已采用的光降解技术有合成型和添加型两种。前者是在烯烃聚合物主链上引入光敏基团,后者是在聚合物中添加有光敏作用的化学助剂。对聚乙烯的研究表明,当聚乙烯大分子降解成分子量低于500的低聚物后,可被土壤中的微生物吸收降解,具有较好的环境安全性。杜邦、陶氏化学、拜尔等公司和加拿大多伦多大学都已利用该技术实现了工业化生产。
近年来,在发达国家以完全生物降解塑料的研发最为活跃,据报道,1998年全球完全生物降解塑料年产量约为3万吨,到2001年,美国、西欧、日本的产量已增加到7万吨,2004年已经达到12万吨。目前国外的降解产品主要是完全生物降解塑料,这将是今后中长期的产业发展方向。

如今,各行各业都在为实现节能环保而努力,这不仅仅是为了顺应大环境,也是企业降低生产成本、追求产业升级和未来竞争优势的共同表现。和我们生活息息相关的汽车工业,也正在深刻地贯彻着这种理念。塑料,是一双有力的翅膀,正带领汽车朝着低碳环保的愿景飞翔。
轻量化实现低能耗
汽车轻量化所带来的并非只是汽车整体重量的降低,在保证车身强度和安全性能的前提下,它还有效地提高了汽车的动力,减少了燃料的消耗,降低了排气污染。据实验证明,如果汽车整车重量降低10%,其燃油效率就可相应地提高6%—8%.目前世界上不少轿车的塑料用量已经超过120千克/辆,个别车型还要高,德国奔驰高级轿车的塑料使用量已经达到150千克/辆。国内一些轿车的塑料用量也已经达到90千克/辆。另外,以EMS-GRIVORY高级聚酰胺产品在汽车中的应用为例,资料显示,其每个替代金属的应用可节省50%的成本和减重70%.如今,许多国家已经将汽车使用塑料数量的多寡作为衡量汽车设计和制造水准的一个重要标志。
来自北汽福田汽车工程研究总院的尚红波先生表示,随着汽车节能减排和整车轻量化的发展需求的增长,塑料作为原材料在汽车零部件领域被广泛采用,从内饰件到外饰件以及结构件,塑料制件的身影随处可见。如今福田汽车就已大量采用非金属材料,其中在中重卡类商用车的应用比例在6%-8%,在SUV等乘用类车型应用比例更高达17%-20%.现代汽车大量采用新型材料,传统的车身结构及设计方法将不再适用,而基于生物学原理的设计方法就可进一步减少车身的零部件数量,并可延长它们的使用寿命。未来,各种高性能的复合材料搭配上汽车零部件及车体整体的创新性结构的设计,还将会把汽车轻量化的成效推向更加完美的水平。
环保性能的研究不断深入
当汽车不断通过增加使用塑料等轻质材料,以及不断创新的先进设计工艺来实现其轻量化升级的同时,塑料因本身特殊的化学性质,对其环保性能的研究也在不断深入。塑料在汽车应用上的环保性将主要通过其可回收性和低VOC等特点来体现。一汽技术中心/国家汽车质量监督检验中心李菁华女士认为,目前市场上的一些低VOC塑料材料,已经应用于汽车生产中,只是大部分产品还没有成熟应用的条件,但低VOC材料绝对是未来材料的主流,应该作为材料技术的一个重要发展方向。为了实现这一趋势的要求,从塑料工艺到材料的研发都将面临创新性的挑战。如何遵循LCA原则(产品生命周期评价原理PrinciplesofLifeCycleAssessment),正确处理人类、地球与产能的关系,实现塑料行业产品的资源高效利用、环境友好、可回收与可再生,如何提供良好的可持续发展的解决方案,以及如何解决生物型替代品的生产成本问题,都将是企业们需要思考与努力的方向。
随着针对汽车材料的环保法规的不断完善,今后汽车使用材料的标准也将会更加严格。在雅式集团去年主办的“第三届CPRJ车用塑料技术论坛”上,长安汽车工程研究院副院长曹渡先生就讲到,按照法规要求,从2014年起,新认证车型可回收率达到90%,其中材料可利用率不低于80%,而到了2017年,则分别提升到95%和85%.我们将从过分追求材料高强度、高韧性,逐渐转变为考察材料的综合性能,也将更加重视环保性能的体现。同时,针对塑料制品的一些新的检验手段也在不断出现,如气味试验、冷凝试验、甲醛、总可挥发物含量等,通过这些措施的实施,将有助于汽车材料更加趋向于环保,当然也对塑料生产制品的各个环节进行控制及原材料的选用提出了更高的要求,这也是对塑料生产厂家提出的新的挑战。

该报告还指出,工程塑料目前最大的市场仍然是汽车和电子电气行业。机动车市场将越来越多地依赖于工程塑料,以减少车辆重量,提高燃料效率。但增长最快将来自建筑,医疗和消费市场。

弗里多尼亚(Freedonia
Group)报告中称:PA、ABS和PC仍将是三个体量最大的工程塑料,其中尼龙将是三种工程塑料中增长速度最快的。分析师Joseph
Kocian称,“这一增长将由尼龙替代金属应用在汽车发动机罩上所驱动。”

受限于低成本的树脂竞争和已然成熟的市场应用,ABS将是所有的工程塑料中增长速度最慢的。

PC将受益于建筑,医疗和消费市场的强劲增长,但由于CD和DVD销量持续下降,总体将保持行业平均水平。

相对于以上三大工程塑料,较小体量的工程塑料如聚苯硫醚,砜聚合物,含氟聚合物,以及聚酮将表现出更快的增长。在成熟市场中的专业用途,以及在新产品中如先进的电池,光伏组件和医疗植入物的使用,将带动整体需求。由于耐高温特性及价格相对经济实惠,这些树脂将会被更多的使用在电子电气和机动车市场中。来源:中塑在线

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