汽車材料回收再利用報(bào)廢汽車塑料的回收

1、第五章 報(bào)廢汽車塑料的回收5.1 車用塑料簡介 19世紀(jì)60年代，塑料用在汽車內(nèi)飾 19世紀(jì)70年代，能源危機(jī)使汽車制造業(yè)大量采用塑料 19世紀(jì)80年代后，汽車零件塑料化，出現(xiàn)了塑料覆蓋件、塑料功能件和結(jié)構(gòu)件。5.1.1 塑料汽車制件的優(yōu)缺點(diǎn) （1）輕量化是汽車業(yè)追求的目標(biāo)，塑料在此方面可以大顯其威。 （2）塑料成型容易，塑料使車身造型及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有較大的選擇余地，能制造出形狀復(fù)雜的制件，以滿足不同造型的要求。 （3）塑料制品的彈性變形特性能吸收大量的碰撞能量，對強(qiáng)烈裝機(jī)有 較大的緩沖性，對車輛和乘員起到一定的保護(hù)作用。 （4）一般的塑料對酸堿鹽、有機(jī)溶劑等化學(xué)溶劑有良好的抗腐蝕能力，用塑料做車

2、身覆蓋件十分適宜在污染較大的區(qū)域中使用。 （5）多特性 （6）塑料通過添加色劑可產(chǎn)生不同的色彩效果。5.1.2 塑料種類及其在汽車上的應(yīng)用塑料熱固性塑料熱塑性塑料（按樹脂的受熱情況分）聚合樹脂+添加劑有重復(fù)加工性注射、基礎(chǔ)、吸/吹塑縮聚樹脂+添加劑不具有重復(fù)加工性壓縮、壓注、注射等塑料熱塑性塑料熱固性塑料酚醛樹脂PF脲醛樹脂VF、環(huán)氧樹脂EP不飽和聚酯UP、聚氨酯PU硅樹脂等通用塑料聚丙烯PP、聚乙烯PE聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS聚甲烯丙烯酸甲酯PMMA工程塑料通用工程塑料高性能工程塑料ABS樹脂、AS樹脂聚酰胺PA、聚甲醛POM聚碳酸酯PC改性聚苯醚MPPO熱塑性聚酯PBTP、PETP聚苯

3、硫醚PPS聚芳酯PAR、液晶高分子LET聚砜PSU、聚醚砜PES聚醚醚酮PEEK熱塑性聚酰亞胺PI聚醚酰亞胺PEI聚酰胺酰亞胺PAI 最早用于汽車上的塑料使熱固性塑料如粉拳，主要用作電器絕緣及點(diǎn)火系統(tǒng)，其后是用于內(nèi)飾材料的聚氯乙烯和聚氨酯。汽車上所用塑料消費(fèi)量排序依次是：聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚氨酯（PUR）、不飽和聚酯（UP）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS）、酚醛樹脂（PF）、聚乙烯（PE）、聚酰胺（PA）。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料用量在增加。塑料在汽車上的應(yīng)用由以內(nèi)飾件為主轉(zhuǎn)向外飾件和功能結(jié)構(gòu)件。幾種主要車用塑料5.1.2.1 聚烯烴 聚烯烴熱塑性彈性體（TPO）高溫下可

4、以像熱塑性塑料一樣加工，而在常溫下又呈現(xiàn)橡膠彈性，且具有價(jià)格低、密度小、彎曲彈性模量高、低溫抗沖擊性能好、流動(dòng)性好、易加工和可重復(fù)使用等特性。1.聚乙烯（PE）聚乙烯塑料具有強(qiáng)度高、耐高溫、耐磨、耐蝕、電絕緣性能好等特點(diǎn)，主要用于制造燃油箱、擋泥板、轉(zhuǎn)向盤、各類液體儲(chǔ)罐、車廂內(nèi)飾件和襯板等。國內(nèi)許多轎車已采用多層復(fù)合聚乙烯塑料燃油箱，如上海通用汽車公司生產(chǎn)的別克型轎車和7座小面包車，一汽大眾開發(fā)的C5型奧迪轎車和上海大眾開發(fā)的B5型桑塔納轎車。 2.聚丙烯（PP） 聚丙烯塑料是汽車零部件制造中用量最大的熱塑性塑料，僅北美每年的用量就達(dá)到27萬t。 聚丙烯主要用于車身內(nèi)飾件、通風(fēng)取暖系統(tǒng)的配件、

5、發(fā)動(dòng)機(jī)有關(guān)部件及外裝件，如汽車轉(zhuǎn)向盤、儀表盤、前后保險(xiǎn)杠、冷卻風(fēng)扇、蓄電池殼、暖風(fēng)管道等。 國內(nèi)先后為切諾基、大眾、夏利、桑塔納、富康等車型配套研制開發(fā)了多個(gè)牌號(hào)的汽車保險(xiǎn)杠PP專用料。 3.聚氨酯 聚氨酯不同密度的軟泡制成舒適的座椅、隔熱減震地毯；半硬泡聚氨酯制成安全的儀表板；硬泡聚氨酯被冷藏車廣泛的應(yīng)用于車廂板的隔熱保溫層；熱塑性聚氨酯制成三明治板車頂篷；自結(jié)皮聚氨酯制成手感良好汽車方向盤；聚氨酯彈性體制成汽車擋泥板、軸套、止回緩沖彈簧、輸油管、油封；聚氨酯涂料是當(dāng)前轎車所采用的高檔油漆，脆性小、彈性好；聚氨酯膠黏劑廣泛的應(yīng)用于汽車擋玻璃粘結(jié)上，應(yīng)用于汽車點(diǎn)焊及密封上，及環(huán)保又安全。5.1

6、.2.3 工程塑料 1.ABS 用于制作方向盤、擋泥板、儀表板等零件。 2.尼龍-聚酰胺（PA） 尼龍主要用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部件。進(jìn)氣歧管是改性尼龍?jiān)谄囍凶顬榈湫偷膽?yīng)用。 發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、發(fā)動(dòng)機(jī)裝飾蓋、汽車頭蓋等部件也將改性尼龍作為首選材料。 3.聚甲醛（POM） 非常適合制造汽車用的汽車泵、汽化器部件、輸油管、動(dòng)力閥、萬上節(jié)軸承、馬達(dá)齒輪、曲柄、把手、儀表板、汽車窗升降機(jī)裝置、電開關(guān)、安全帶扣等。 4.聚碳酸酯 改性PC由于具有高機(jī)械性能和良好的外觀，在汽車上主要用于外裝件和內(nèi)裝件，用途最為廣泛的是PC/ABS合金和PC/PBT合金。 （1）汽車內(nèi)裝件 PC/ABS合金是最適合用于汽車內(nèi)裝件的材料。

7、 PC/ABS合金還用來制造汽車儀表板周圍部件、防凍板、車門把手、陰流板、托架、轉(zhuǎn)向柱護(hù)套、裝飾板、空調(diào)系統(tǒng)配件等汽車零部件。 （2）汽車外裝件 PC/PBT合金和PC/PET合金既具有PC的高耐熱性和高沖擊性，又具有PBT和PET的耐化學(xué)藥品性、耐磨性和成型加工性，因此是制造汽車外裝件的理想材料。 5.聚苯醚（PPO）、熱塑性聚酯（PET、PBT） 改性PPO在汽車上主要用作對耐熱性、阻燃性、電性能、沖擊性能、尺寸穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度要求較高的零部件。 6.高性能工程塑料 聚酰亞胺（PI）用于制作與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱有關(guān)的功能件。 聚醚砜（PES）和聚砜（PSU）用于汽車軸承保持架、傳動(dòng)軸、襯套

8、等制造。 聚氨酯用于汽車密封件、減震件等。5.1.2.4 纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料（FRP） 1.玻璃纖維增強(qiáng)塑料（GFRP） 2.碳纖維增強(qiáng)塑料（CFRP）5.2 國內(nèi)外車用塑料的使用現(xiàn)狀 5.2.1 國外車用塑料的使用現(xiàn)狀 減輕汽車重量 5.2.2 國內(nèi)車用塑料的發(fā)展 我國汽車用塑料的發(fā)展經(jīng)歷了3個(gè)階段 國內(nèi)存在的主要問題 （1）輕量化于環(huán)保是當(dāng)今汽車材料發(fā)展的主要方向。 （2）各種材料在汽車上的應(yīng)用比例正在變化，盡管近階段鋼鐵材料仍保持主導(dǎo)地位。 （3）輕量化材料技術(shù)與汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造工藝的結(jié)合將更為密切，汽車車身結(jié)構(gòu)材料將趨向多材料設(shè)計(jì)方向。5.2.3 塑料在汽車中的發(fā)展趨勢 （4）更加

9、注重汽車材料回收的科學(xué)技術(shù)和實(shí)際應(yīng)用。 （5）電動(dòng)汽車、代用燃料汽車專用材料以及汽車功能材料的開發(fā)和應(yīng)用工作不斷加強(qiáng)。5.3 報(bào)廢汽車上塑料零部件的回收 5.3.1 汽車廢舊塑料回收利用現(xiàn)狀 5.3.1.1 國內(nèi)外汽車舊塑料零部件回收處理方法 1.國外 國外回收利用方法主要包括分類回收、燃料利用熱能、制取單體原材料、生產(chǎn)清潔燃油和用于發(fā)電等，并通過一定的清潔裝置，將不能利用的廢氣和廢渣進(jìn)行清潔處理。 汽車廢舊塑料的回收、再生與利用技術(shù)，在國外已成為一個(gè)熱點(diǎn)并逐步形成為一種新興的產(chǎn)業(yè)。 2.國內(nèi)5.3.2.1 各種處理方法的比較5.3.1.3 塑料回收存在的主要問題 （1）塑料回收是不瀑布式的

10、（2）汽車上塑料種類較多，零件數(shù)目大，且很多為小零件，零件拆下之后，難以分類，這給回收帶來很大困難。5.3.1.4 解決方法 1.塑料零部件的可拆卸設(shè)計(jì) 2.集中選擇少數(shù)幾種車用塑料種類 3.加強(qiáng)政府作用 4.加大相關(guān)技術(shù)的研究5.3.2 各汽車塑料部件及其回收 5.3.2.1 汽車內(nèi)飾件及其回收 1.儀表板 儀表板硬質(zhì)儀表板軟質(zhì)儀表板為了便于回收，正在發(fā)展熱塑性聚烯烴表皮（TPO）、聚丙烯骨架和聚丙烯泡沫塑料組成的儀表板。歐寶VETRA轎車上已裝用TPO儀表板皮50萬套。 2.門內(nèi)板 門內(nèi)板由骨架、發(fā)泡材料和表皮構(gòu)成。以紅旗轎車和奧迪轎車為例，門內(nèi)板的骨架部分由ABS注塑而成，再把襯有PU發(fā)

11、泡材料的針織滌綸表皮以真空成型的方法復(fù)合在骨架上形成一體。最近開發(fā)成功低壓注射-壓縮成型方法，是把表皮材料放在還未凝固的聚丙烯毛坯上，經(jīng)過壓縮層壓成為門內(nèi)板。中低檔轎車的門內(nèi)板可用木粉填充改性PP板材或廢纖維層壓板表面復(fù)合針織物得簡單結(jié)構(gòu)，即沒有發(fā)泡緩沖結(jié)構(gòu)。 3.座椅 座椅上使用的塑料材料主要有表皮、骨架和緩沖墊。表皮材料可選擇PVC人造革、各種化纖紡織品、真皮和人工皮等。座椅緩沖材料為模壓發(fā)泡的軟質(zhì)高彈性聚氨酯（PUR）材料制造。座椅的骨架材料逐漸用GMT材料取代鋼鐵材料。 聚氨酯的回收利用主要有原料回收、機(jī)械回收和能量回收。 1）原料回收 原料回收是將PUR材料降解成低相對分子質(zhì)量的成分

12、，再結(jié)合成相同或不同類型的高相對分子質(zhì)量的材料。 （1）合成氣生產(chǎn) 用這種方法回收，所有的塑料零部件都可以和車體一起粉碎，無需額外的拆卸費(fèi)用，然后將廢料作為固體有機(jī)原料加到原材料回收過程中最終轉(zhuǎn)化為合成氣。 （2）化學(xué)分解法 化學(xué)分解法是一種降解聚合物的方法，這種方法適用于聚氨酯和其他聚合物如聚酯和聚酰胺的回收。用這種方法，聚合物長分子鏈被打斷成短鏈，然后再進(jìn)行交聯(lián)。 （3）在鼓風(fēng)爐中用作還原劑。 廢舊塑料片在冶煉鼓風(fēng)爐中可以作為還原劑使用以減少氧化鐵的生成。 2）機(jī)械回收 機(jī)械回收主要是將其作為填料或者是利用熱壓成形法將PUR廢料壓制成成品或半成品，并應(yīng)用于對斷裂伸長率及表面性能要求不高的領(lǐng)域，如車輪罩、擋泥板等客車部件。 3）能量回收 能量回收就是將PUR廢料粉碎成細(xì)粒，作為燃料代替煤、油和天然氣回收能量。5.3.2.2 汽車外飾件及其回收 1.保險(xiǎn)杠 汽車塑料保險(xiǎn)杠首先采用PP/EPDM材料。 2.塑料車身外板 行李箱蓋、后舉升門等采用了SMC