再生PC/ABS合金材料难以用于汽车内饰?              

随着人们对环境保护、资源重复利用、碳减排等问题的关注,再生塑料的应用近些年来愈发受到重视。根据欧盟有相关规定,到2025年,塑料产品必须含25%以上的再生材料才可以销售。所以,越来越多的终端OEM已经在筹备或实施再生塑料项目。


再生塑料按照原材料来源可分为两种,一种为PCR(Post Consumer Recycled ),即消费后塑料回收;一种为PIR(Post Industrial Recycled ),即工业后塑料回收。


PCR是收集日常生活中消费使用后的塑料包括矿泉水瓶、光碟、电器外壳等废弃塑料,进行回收造粒,再次利用。PCR一般处理流程为:预处理(拆解、分拣、清洗),粉碎,熔融 ,拉丝造粒。

       再生PC/ABS合金材料难以用于汽车内饰?图片:使用后的矿泉水瓶(PCR)


PIR 的来源一般是工厂注塑产品时产生的水口,副牌,残次品等,因工业生产工艺或流程中的产生的材料,俗称水口料,废料,从工厂直接回收,加工后再次利用。

       再生PC/ABS合金材料难以用于汽车内饰?图片:工厂制备塑料产品中产生的废料 (PIR)


PCR对比PIR来说,在减少废弃物、保护环境、减碳等方面有着更大的贡献。


目前在家用电器、办公设备、电子电器等领域,已经有大量的再生塑料得到了应用,如再生PP、再生ABS、再生PA等,再生PC等。但是,在汽车领域,再生塑料的应用存在一定程度的疑虑和障碍。这是为什么呢?


这是因为,一方面汽车是一个高速移动的工具,而且要应对高温、潮湿、撞击等情况,对安全性能的要求很高;另一方面,汽车内部是驾乘人员长时间停留的空间,内饰材料除了需要具有耐温、耐候、耐湿热及机械强度要求,还要求更低的气味和更低的有机挥发物散发量(VOC)。


我们以汽车内饰常用的PC/ABS合金材料为例,它需要满足的要求主要有以下方面:

● 强度及韧性:拉伸、弯曲、冲击(低温冲击)等数据达到一定数值;耐螺丝孔开裂等性能良好;

● 耐热性:HDT达到85-105℃,满足汽车内饰不同零部件的温度要求;

● 耐湿热性:在高湿度、高温度条件下保持一定性能,如双85试验;

● 气味及VOC:一般气味需要满足≤3.5级,VOC及TVOC满足主机厂要求;

● 耐光照性能:600KJ/m2甚至更高能量照射,表面、色差和灰度等级满足要求;

● 耐化学品性:需满足乙醇、醋酸乙烯酯等的耐环境应力开裂试验;


● 加工性及密度:需具有较好的加工成型性能、密度不能超标。

但是再生塑料由于经过各种使用环境,其上述性能都可能出现下降。原塑料在第一次加工过程中以及它的第一个使用期限内,在高分子链中就发生了不可逆的分解过程。


以再生PC来说也很难达到一般都认为以上这些苛刻的要求,因为PC在加工使用过程中,特别是在热、剪切、氧气、水等作用后,往往都有一定程度的降解,会造成性能的劣化,包括颜色发黄、耐热下降、湿热稳定性变差、冲击下降等等。而且, 在PC自然老化降解的过程中,也会受到多种因素的影响,可能会发生光氧降解、热氧降解甚至是水解。这三种降解的方式均会对PC的力学性能造成不良的影响。


除颜色变化外,PC的降解和分子链重排会造成分子量的下降,而分子量的下降会造成PC冲击强度的下降,进而造成制件螺丝孔开裂等不良。
       再生PC/ABS合金材料难以用于汽车内饰?图片:PC缺口冲击与分子量的关系及注塑和热停留对分子量的影响 (图源:佳易容)


如图所示,当PC分子量Mw在20000以下时,其缺口冲击强度会急剧下降。那么用再生PC制造的PC/ABS用于汽车领域时就会面临强度下降、韧性下降、黄变、湿热老化性能下降、气味和VOC超标等诸多问题。


以上这些因素都使巿场怀疑再生塑料无法满足汽车材料标准。因此, 很多人都会有一个疑问,再生PC制作的PC/ABS真的可以应用于汽车内饰吗?答案是肯定的!


盛禧奥车规级再生PC/ABS合金材料


盛禧奥经过多年研究和应用验证,已经推出了可用于汽车内饰的高性能再生PC/ABS合金材料。该材料由再生PC结合ABS,而当中的再生PC就是来自于PCR消费后回收塑料回收。


2020年上半年盛禧奥先于欧洲推出了这款高性能环保再生PC/ABS树脂, 名为PULSE™ ECO系列。该系列产品由盛禧奥享誉已久的MAGNUM™ ABS,结合PCR回收聚碳酸酯,再利用盛禧奥独特的PULSE™ GX技术开发,含回收再生PCR原料高达50%,是极具环保效益的汽车塑料。各方面性能可媲美全新纯料PC/ABS树脂,是汽车内饰应用的首选环保材料。(详细数据见以下图表)


再生PC/ABS合金材料难以用于汽车内饰?

图表:盛禧奥再生PC/ABS与全新树脂PC/ABS性能对比(仅供参考,具体以实测为准)

该系列产品除了含回收再生PCR原料高达50%的PULSE™GX70 ECO, 目前盛禧奥团队正进一步开展含PCR比例 >70% 的PC/ABS ECO 规格。

       再生PC/ABS合金材料难以用于汽车内饰?图源:盛禧奥


盛禧奥在PCR领域是巿场的先躯者有着丰富的经验,早在10年前已经将含PCR 的PC/ABS应用于高端消费电子领域。多年的实际研发应用经验,让他们的再生PC/ABS产品和技术可满足汽车内饰应用要求:


 1.  

中耐热再生PC/ABS PULSE GX70ECO,与新料性能基本一致。

 2.  

1000小时老化、湿热循环、耐候等性能与新料基本一致,可满足汽车需求,可完全替代。

  3. 

气味与新料相比基本一样,室温/40℃气味测试可达3.0级别,80℃满足3.5级别。


盛禧奥的再生PC/ABSGX ECO 系列可满足汽车标准并应用于汽车,主要源于以下优势:


   1.

采用稳定可靠的PCR聚碳酸酯和原始的 MAGNUM™ ABS ,性能更优异和稳定;

   2.

具备可靠的回收PC原料的分析,测试和质量管控流程,对最终材料性能了解更彻底,不仅仅从物性指标上看,还要了解耐水解性能、螺丝孔开裂等问题,这需要长时间的积累;

   3.

保证可靠、稳定的再生原材料来源;一般汽车项目周期很长,产量较大,比如某车量产100万辆,可能用到几千吨原材料,如何在数年时间里保证稳定材料来源就是个重要课题。


目前,盛禧奥再生PC/ABS树脂──PULSE™ ECO已经成功应用于奥迪车型,经受住了材料标准和市场的考验。


参考资料:聚碳酸酯的高温剪切降解及其稳定化研究;废旧PC/ABS合金降解机理以及高值化再利用研究;盛禧奥PCR技术数据等。


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9月28日(周三)15:00--16:00,盛禧奥汽车塑料高级技术服务及研发专家 潘景云先生 将在艾邦高分子直播间在线分享--《应用于汽车内饰的环保再生PC/ABS材料》,详细情况 , 我们一起来听听专家的解说!

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原文始发于微信公众号(智能汽车俱乐部):再生PC/ABS合金材料难以用于汽车内饰?

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作者 808, ab