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隨著人們對環境保護、資源重復利用、碳減排等問題的關注,再生塑料的應用近些年來愈發受到重視。根據歐盟有相關規定,到2025年,塑料產品必須含25%以上的再生材料才可以銷售。所以,越來越多的終端OEM已經在籌備或實施再生塑料項目。

再生塑料按照原材料來源可分為兩種,一種為PCR(Post Consumer Recycled ),即消費后塑料回收;一種為PIR(Post Industrial Recycled ),即工業后塑料回收。

PCR是收集日常生活中消費使用后的塑料包括礦泉水瓶、光碟、電器外殼等廢棄塑料,進行回收造粒,再次利用。PCR一般處理流程為:預處理(拆解、分揀、清洗),粉碎,熔融 ,拉絲造粒。

? ? ? ?再生PC/ABS合金材料難以用于汽車內飾?圖片:使用后的礦泉水瓶(PCR)

PIR 的來源一般是工廠注塑產品時產生的水口,副牌,殘次品等,因工業生產工藝或流程中的產生的材料,俗稱水口料,廢料,從工廠直接回收,加工后再次利用。

? ? ? ?再生PC/ABS合金材料難以用于汽車內飾?圖片:工廠制備塑料產品中產生的廢料 (PIR)

PCR對比PIR來說,在減少廢棄物、保護環境、減碳等方面有著更大的貢獻。

目前在家用電器、辦公設備、電子電器等領域,已經有大量的再生塑料得到了應用,如再生PP、再生ABS、再生PA等,再生PC等。但是,在汽車領域,再生塑料的應用存在一定程度的疑慮和障礙。這是為什么呢?

這是因為,一方面汽車是一個高速移動的工具,而且要應對高溫、潮濕、撞擊等情況,對安全性能的要求很高;另一方面,汽車內部是駕乘人員長時間停留的空間,內飾材料除了需要具有耐溫、耐候、耐濕熱及機械強度要求,還要求更低的氣味和更低的有機揮發物散發量(VOC)。

我們以汽車內飾常用的PC/ABS合金材料為例,它需要滿足的要求主要有以下方面:

● 強度及韌性:拉伸、彎曲、沖擊(低溫沖擊)等數據達到一定數值;耐螺絲孔開裂等性能良好;

● 耐熱性:HDT達到85-105℃,滿足汽車內飾不同零部件的溫度要求;

● 耐濕熱性:在高濕度、高溫度條件下保持一定性能,如雙85試驗;

● 氣味及VOC:一般氣味需要滿足≤3.5級,VOC及TVOC滿足主機廠要求;

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

● 耐化學品性:需滿足乙醇、醋酸乙烯酯等的耐環境應力開裂試驗;

● 加工性及密度:需具有較好的加工成型性能、密度不能超標。

但是再生塑料由于經過各種使用環境,其上述性能都可能出現下降。原塑料在第一次加工過程中以及它的第一個使用期限內,在高分子鏈中就發生了不可逆的分解過程。

以再生PC來說也很難達到一般都認為以上這些苛刻的要求,因為PC在加工使用過程中,特別是在熱、剪切、氧氣、水等作用后,往往都有一定程度的降解,會造成性能的劣化,包括顏色發黃、耐熱下降、濕熱穩定性變差、沖擊下降等等。而且, 在PC自然老化降解的過程中,也會受到多種因素的影響,可能會發生光氧降解、熱氧降解甚至是水解。這三種降解的方式均會對PC的力學性能造成不良的影響。

除顏色變化外,PC的降解和分子鏈重排會造成分子量的下降,而分子量的下降會造成PC沖擊強度的下降,進而造成制件螺絲孔開裂等不良。
? ? ? ?再生PC/ABS合金材料難以用于汽車內飾?圖片:PC缺口沖擊與分子量的關系及注塑和熱停留對分子量的影響 (圖源:佳易容)

如圖所示,當PC分子量Mw在20000以下時,其缺口沖擊強度會急劇下降。那么用再生PC制造的PC/ABS用于汽車領域時就會面臨強度下降、韌性下降、黃變、濕熱老化性能下降、氣味和VOC超標等諸多問題。

以上這些因素都使巿場懷疑再生塑料無法滿足汽車材料標準。因此, 很多人都會有一個疑問,再生PC制作的PC/ABS真的可以應用于汽車內飾嗎?答案是肯定的!

盛禧奧車規級再生PC/ABS合金材料

盛禧奧經過多年研究和應用驗證,已經推出了可用于汽車內飾的高性能再生PC/ABS合金材料。該材料由再生PC結合ABS,而當中的再生PC就是來自于PCR消費后回收塑料回收。

2020年上半年盛禧奧先于歐洲推出了這款高性能環保再生PC/ABS樹脂, 名為PULSE? ECO系列。該系列產品由盛禧奧享譽已久的MAGNUM? ABS,結合PCR回收聚碳酸酯,再利用盛禧奧獨特的PULSE? GX技術開發,含回收再生PCR原料高達50%,是極具環保效益的汽車塑料。各方面性能可媲美全新純料PC/ABS樹脂,是汽車內飾應用的首選環保材料。(詳細數據見以下圖表)

再生PC/ABS合金材料難以用于汽車內飾?

圖表:盛禧奧再生PC/ABS與全新樹脂PC/ABS性能對比(僅供參考,具體以實測為準)

該系列產品除了含回收再生PCR原料高達50%的PULSE?GX70 ECO, 目前盛禧奧團隊正進一步開展含PCR比例 >70% 的PC/ABS ECO 規格。

? ? ? ?再生PC/ABS合金材料難以用于汽車內飾?圖源:盛禧奧

盛禧奧在PCR領域是巿場的先軀者有著豐富的經驗,早在10年前已經將含PCR 的PC/ABS應用于高端消費電子領域。多年的實際研發應用經驗,讓他們的再生PC/ABS產品和技術可滿足汽車內飾應用要求:

?1.??

中耐熱再生PC/ABS PULSE GX70ECO,與新料性能基本一致。

?2.

1000小時老化、濕熱循環、耐候等性能與新料基本一致,可滿足汽車需求,可完全替代。

??3.?

氣味與新料相比基本一樣,室溫/40℃氣味測試可達3.0級別,80℃滿足3.5級別。

盛禧奧的再生PC/ABSGX ECO 系列可滿足汽車標準并應用于汽車,主要源于以下優勢:

? ?1.

采用穩定可靠的PCR聚碳酸酯和原始的 MAGNUM? ABS ,性能更優異和穩定;

? ?2.

具備可靠的回收PC原料的分析,測試和質量管控流程,對最終材料性能了解更徹底,不僅僅從物性指標上看,還要了解耐水解性能、螺絲孔開裂等問題,這需要長時間的積累;

? ?3.

保證可靠、穩定的再生原材料來源;一般汽車項目周期很長,產量較大,比如某車量產100萬輛,可能用到幾千噸原材料,如何在數年時間里保證穩定材料來源就是個重要課題。

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目前,盛禧奧再生PC/ABS樹脂──PULSE? ECO已經成功應用于奧迪車型,經受住了材料標準和市場的考驗。

參考資料:聚碳酸酯的高溫剪切降解及其穩定化研究;廢舊PC/ABS合金降解機理以及高值化再利用研究;盛禧奧PCR技術數據等。

歡迎加入艾邦再生塑料微信群:

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再生PC/ABS合金材料難以用于汽車內飾?

9月28日(周三)15:00--16:00,盛禧奧汽車塑料高級技術服務及研發專家 潘景云先生 將在艾邦高分子直播間在線分享--《應用于汽車內飾的環保再生PC/ABS材料》,詳細情況 , 我們一起來聽聽專家的解說!
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原文始發于微信公眾號(艾邦高分子):再生PC/ABS合金材料難以用于汽車內飾?

作者 li, meiyong

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