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日本產(chǎn)綜研試驗(yàn)采用木質(zhì)素材料制作汽車(chē)內(nèi)外部件

2018-11-08 10:41:33·  來(lái)源：JST客觀日本編輯部  
　
日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所（簡(jiǎn)稱(chēng) 產(chǎn)綜研）、森林研究和維護(hù)機(jī)構(gòu)森林綜合研究所（簡(jiǎn)稱(chēng) 森綜研）及宮城化成公司等組成的研發(fā)小組與日本光岡汽車(chē)合作，利用新型材料制
日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所（簡(jiǎn)稱(chēng) “產(chǎn)綜研”）、森林研究和維護(hù)機(jī)構(gòu)森林綜合研究所（簡(jiǎn)稱(chēng) “森綜研”）及宮城化成公司等組成的研發(fā)小組與日本光岡汽車(chē)合作，利用新型材料制作了汽車(chē)內(nèi)外裝部件并裝備于實(shí)車(chē)，開(kāi)始進(jìn)行測(cè)評(píng)試驗(yàn)。這種新材料是把從杉樹(shù)中提取的改性木質(zhì)素作為樹(shù)脂成分制作的玻璃纖維增強(qiáng)塑料。
將改性木質(zhì)素用于內(nèi)外裝部件的汽車(chē)
 
木質(zhì)素是木材的主要成分之一，約占木材成分的30％，其化學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是含有芳香環(huán)。含芳香環(huán)的材料可能成為具備耐熱性及阻燃性等的優(yōu)異材料，但利用木質(zhì)素的材料尚未全面實(shí)現(xiàn)商用化。
 
森綜研著眼于日本固有樹(shù)種 “杉樹(shù)” 所含的木質(zhì)素的均勻性，推進(jìn)了源自杉樹(shù)的功能性木質(zhì)素材料的開(kāi)發(fā)。然后又開(kāi)發(fā)了一種新的分離技術(shù)，在溫度保持在140℃的聚乙二醇（PEG）中加入杉木，并與少量的酸一起攪拌，在分解木材中的木質(zhì)素的同時(shí)，還使分解的木質(zhì)素與PEG結(jié)合，從而改變其物理特性。通過(guò)PEG改性之后的木質(zhì)素（改性木質(zhì)素）具備高耐熱性等，功能性出色，而且得益于PEG的效果，還是一種加工性非常優(yōu)異的物質(zhì)，有望用作工業(yè)材料。森綜研建設(shè)了制造改性木質(zhì)素的中試車(chē)間（Bench Plant），正在面向商用生產(chǎn)推進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)。
 
產(chǎn)綜研負(fù)責(zé)改性木質(zhì)素的產(chǎn)品化研究，與企業(yè)合作推進(jìn)了各種復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)、制造流程的研究以及性能評(píng)估和長(zhǎng)期耐久性評(píng)估。其中，宮城化成與產(chǎn)綜研共同研究了用改性木質(zhì)素取代源自石油的樹(shù)脂等用途，主要致力于將改性木質(zhì)素作為樹(shù)脂成分使用的玻璃纖維增強(qiáng)塑料（GFRP）的開(kāi)發(fā)和制造流程的確立。最終確認(rèn)，采用改性木質(zhì)素的GFRP與以往的GFRP相比，拉伸模量提高10～20％，另外，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期耐久性測(cè)試后，拉伸模量也優(yōu)于以往的GFRP，而且耐久性得到改善。
 
宮城化成與產(chǎn)綜研還利用這種GFRP試制了汽車(chē)內(nèi)飾部件車(chē)門(mén)內(nèi)飾。不過(guò)，汽車(chē)是在室外環(huán)境下使用的產(chǎn)品，但此前并未對(duì)該材料實(shí)施在溫度變化、降雨和紫外線等環(huán)境下的長(zhǎng)期耐久性評(píng)測(cè)。另外，外裝部件尤其需要高加工精度和平坦性，能否通過(guò)這方面的測(cè)試也尚未確認(rèn)。
 
此次，研發(fā)小組向采用GFRP部件的汽車(chē)生產(chǎn)商光岡汽車(chē)推薦了這些成果，并探求能否合作意向，光岡汽車(chē)同意協(xié)助參與了內(nèi)外裝部件的實(shí)車(chē)應(yīng)用評(píng)測(cè)。從10月份開(kāi)始，各方合作全球首次采用加入了改性木質(zhì)素的GFRP的實(shí)車(chē)應(yīng)用測(cè)試。在自動(dòng)測(cè)量車(chē)內(nèi)環(huán)境（溫度、濕度）的同時(shí)，還會(huì)記錄天氣（降雨、日照）和行駛情況，評(píng)測(cè)部件的經(jīng)時(shí)變化，查找實(shí)際使用中存在的問(wèn)題點(diǎn)等。
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