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杜邦高性能聚合物致力汽车节能减排 |
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| http://cn.newmaker.com
4/12/2010 10:51:00 AM
中国工业报
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记者 赵三明
杜邦汽车业务高性能聚合物公司是中国记者一行走访北美著名零部件企业的最后一站。此前，记者在国内对杜邦的高性能聚合物业务已有所了解，但来到位于底特律的杜邦汽车业务总部，听了几位专家的介绍之后，对其高性能聚合物有了更清晰的认识。
杜邦高性能聚合物应用在汽车的多个领域，如动力系统、空气调节系统、传动系统等，目前也已开发用于混合动力系统的产品。此外，聚合物在汽车灯的装饰环、后灯的反射，以及车厢的厢顶等处也有应用。
杜邦汽车业务高性能材料南北美洲营销及开发总监迈克·戴先生表示，杜邦高性能聚合物业务所有的战略实际上都是针对同一个目标，即用来减少二氧化碳的排放量、减少原油的消耗量、利用可再生的资源。
轻量化高性能聚合物已广泛应用
当前，全球汽车工业尤其是运输行业有一个结构性的变化，即各国普遍要求车身重量减轻，而同时动力又不能下降。为了满足此项要求，汽车所用的原材料不仅质量要轻，同时也要满足苛刻的环境，比如高温、高腐蚀的要求。
自上世纪80年代，杜邦开始用塑料等聚合物材料代替金属制品。杜邦在世界上首先提供了用塑料制作的进气歧管，这项工艺目前已经被许多汽车厂所采用。
另一项应用是用高性能树脂做的油底壳，它的重量只有金属的一半，与全铝的结构设计相比，重量减轻了1.1公斤，目前已应用于戴姆勒的新款四缸柴油发动机上。杜邦汽车业务高性能聚合物动力总成系统全球市场经理吉恩路易吉·莫特尼先生介绍，利用塑料的可塑性，能够把部件紧密联系起来，而且设计时比较灵活，可以做到有连接性的设计。
其实，现在注塑工艺和吹塑工艺的发展都可以让那些比较复杂的、组合型的零件采用高性能树脂。目前，吉恩路易吉·莫特尼领导的一个全球应用开发团队，利用杜邦开发的高性能树脂制造油底壳、气门室罩盖、中冷器、谐振器、燃油模块等关键零部件，以此来减轻车身重量和降低发动机的系统成本。
应用抗磨损的树脂摩擦材料
发动机做的功大多用在了克服各零件间的摩擦上。在经过长时间的研究之后，杜邦发现有三个因素非常重要：一是材料的选用，二是零部件的设计，三是工作温度。在材料选用上，杜邦的专利产品Vespel的抗摩擦性能相当强，在动力系统上已经得到很好的应用。
杜邦负责Vespel部件和Karlrez全氟橡胶密封件在全球运输行业业务的戴夫·里奇介绍，Vespel零件基本上都是用一个金属盘子，加上一个树脂的圆圈，中间再加上润滑液。它所要达到的目的，就是在任何情况下摩擦力都在可控制范围之内。在客户的生产场地和最终用户那里发现，Vespel零件可以减少摩擦大概在45%~55%之间，抗磨损能力达到65%。Vespel零件主要应用在传动系统，尤其是小轿车上，在大型房车上也能应用，再大一点的就可以用在卡车和拖拉机上。
Vespel零件另外一个成长相当快的应用是在排气系统和涡轮增压器上。这些零件一直在相当热和脏的环境下工作，它可以保证摩擦的均匀性和与铝等金属差不多的热膨胀系数，而且整个零件的寿命期间一直在运作。现在越来越多的车需要用电动马达驱动，越来越需要长期均匀的摩擦。
戴夫·里奇总结道，Vespel零件能够控制摩擦，能够让整个系统更加有效，而且能够控制整个系统的费用，主要有几个原因：在旋转零件之间它有相当小的摩擦力；间接的好处是可以有更加好的办法控制燃油和渗漏，这样可以用小一些的油泵以节省能量；它的抗磨损性相当强，即便与铝一起磨也是如此。“因为Vespel零件可以直接与铝一起工作，所以杜邦的客户不用再在中间去镶一些比较贵重的金属，对他们来说这也是一个成本的节省。”
特殊工作环境的弹性体材料
杜邦的另一种弹性体，是一种相对软的材料，包括Viton和Vamac，用在很多软管和绝缘的地方，比如涡轮增压器的软管、燃油管道，或者是发动机的密封件，还用在电池、电缆的绝缘体等领域。
杜邦专家建议，Viton氟橡胶应在高度集中的酸性环境和温度高达230℃的高温环境中应用，它可以有效改善二氧化碳等相关气体的渗漏；而Vamac具有极好的耐废气酸和气体性能，可在热油和酸的环境中应用。目前，许多汽车电缆供应商的电缆绝缘体是用Vamac做的，它非常软、非常薄，这些产品目前销售给菲亚特、福特、通用、捷豹，还有混合动力车型上。
可再生资源材料迅速发展
可再生资源聚合物在汽车市场的应用近几年有了很大进展，相关材料包括杜邦的Sorona聚合物、Hytrel热塑性聚酯弹性体、Zytel尼龙等。
“为什么用可再生资源做的树脂比用石油资源做的树脂环保呢？”杜邦汽车业务可再生资源材料开发经理理查德·贝尔介绍，“第一它是从生物中间提取来的，第二它在生产过程中产生非常小的温室气体排放。”
与传统方式生产的同样产品相比较，杜邦的新产品Sorona可以减少63%的温室气体。最近丰田汽车公司宣布，在他们的SAI新款混合动力车里面，60%的织物要用杜邦的Sorona纤维，主要用于座椅、顶篷、遮阳板等。理查德·贝尔表示，如果和目前通常用的尼龙6相比，Sorona的手感非常好而且抗污能力非常强。
上海研发中心将承担更多任务
杜邦在瑞士、日本、美国等国都建有研发中心，而最新的研发中心在中国的上海。迈克·戴介绍，上海研发中心是在美国之外的第三大研发中心，有很多试验室，也有一个试验区域和一个培训中心。
据了解，上海研发中心已经具有很多能力，可以帮助进行材料的选择，可以做材料与零部件的分析，还可以做一些零件、部件设计的优化。另外，在上海研发中心还可以对客户或生产厂家相关人员进行培训，让他们自己动手了解杜邦的产品。
“目前上海研发中心大概有170人，本地工程师高达90%以上，我们希望在不久的将来达到400人。”迈克·戴表示，“将来杜邦会通过上海研发中心把在美国和欧洲的许多技术传递到中国来，未来越来越多的工作和设计也会在上海进行。”
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