CNF汽車實裝未來發展潛力十足,唯仍有生產性等課題待解決

 

刊登日期:2018/8/2
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將纖維素奈米纖維(Cellulose nanofiber;CNF)實際應用於汽車領域的相關開發主題,已從源頭材料端延伸至下游產業應用端,參與環境省CNF汽車實裝推動計畫的企業也在加速進行CNF概念車的試作與評估。

在環境省提出的推動計畫期中報告中,指出了CNF發展潛力龐大與邁入商業生產仍有許多待解決課題等重點。從樂觀面來看,確認CNF能夠為汽車零組件帶來強度提高、薄型化、輕量化等效果,且製造時的二氧化碳排放量亦較既有的樹脂強化纖維或鋁等輕量化材料要來得低,且有成型加工業者表示CNF零組件的回收再利用性良好,多項對環境友善的特色將可望協助汽車製造業者減輕對於全球環境相關法規趨嚴的壓力。

此外,期中報告中展示的第一代試樣車在引擎蓋、後車箱上下蓋板等部位採用了CNF,而在報告中也指出CNF亦可望擴大應用至門飾板、椅墊,甚至內燃機的進氣歧管,或是以混合CNF的透明樹脂取代後窗玻璃等。一旦付諸實現,將有助於汽車大幅輕量化,相關開發亦已著手進行中。

另一方面,CNF實裝於汽車仍有需要進一步評估之處。例如展示試樣車的引擎罩係由積層CNF紙含浸於樹脂之樹脂轉注成形法(Resin Transfer Molding, RTM)製作而成,但以一般速度進行成形的話,會產生形變,因此採降低速度進行成形作業。此外,利用小型成形機將CNF混合聚醯胺類樹脂進行成形的情況下,為避免因CNF具有的搖變性(Thixotropic)造成螺桿的負擔,必須減少樹脂的供應量,因此仍有許多生產性問題待解決。

此外,零組件性能方面亦有許多技術門檻待突破。例如為因應積雪或事故時所面臨的耐衝擊性,但並非一味追求硬度,而是須考量是否能減輕對人造成的傷害,或是破碎損壞後是否會造成爆胎等二次傷害等。另有水份或紫外線因應對策等,為確保長期可靠性,仍有諸多課題待解決。

再者,訴求環境友善的CNF卻也出現了混合應用之後產生揮發性有機化合物(VOC)的問題。在以聚丙烯(PP)混合CNF製成柱飾板等發泡率1.7倍的成形品中,發現出現了乙醛(Acetaldehyde)。因此若計畫將CNF實際應用於內裝材料的話,就必須查明VOC的產生源並予以解決。

在這項環境省的CNF汽車實裝推動計畫中,預計於2020年要開發出搭載10~20%為CNF零組件的試樣車,今後汽車、高分子等業界也將攜手朝向真正的實用化持續改善。


資料來源: 化學工業日報 / 材料世界網編譯
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