丰田车体开发纳米纤维素增强聚丙烯材质的蜂窝结构板材

 

       该新型蜂窝板材料是使用了添加了占总质量的20%的CNF（纳米纤维素材料）的聚丙烯（PP），构成所谓的CNF增强PP复合材料。CNF是由纸浆做出来的，很难直接跟PP混合在一起，这是因为纸浆的表面的羟基会阻碍跟PP的相容性。而丰田车体公司通过疏水话处理，大大减少了纸浆表面的羟基，进而将进行这个化学处理的纸浆跟PP共挤混炼，进而将纸浆纤维解开（解纤）。从而制造出直径为几个纳米到500纳米的CNF，而且这些纳米纤维素是均匀分布在pp树脂内。最终将这些CNF增强PP注塑加工成塑料颗粒。

       利用该材料良好的流动性注塑得到的蜂窝板，其构造是是由上下两面的片材中间夹着若干六角形状的单元的集合。CNF增强PP的加工性能也非常优异。既适合制造蜂窝结构的真空成型法，也适合制造片材以及薄膜的挤出成型法。蜂窝结构跟上下的片材结构是热熔接方式接合在一起。除了真空以及挤出成型，该CNF增强PP同样可以用于注塑成型方法加工。

 

       CNF增强PP的比重是1（跟水一样），而滑石粉增强PP的比重是1.1。制造同样形状（也就是体积大小一样）产品，可以实现10%轻量化。

 

       与此同时，CNF增强PP在强度，刚性以及耐热性方面均优于滑石粉增强PP。CNF增强PP的拉伸强度是47MPa，作为刚性指标的弯曲弹性率是3900MPa，作为耐热性指标的负重弯曲温度是133℃。而滑石粉增强PP的这三项指标分别只有29MPa，3100MPa，129℃。

 

       该产品是希望能应对有刚性以及耐热性要求的功能零件的轻量化诉求。比如说在车灯底座（LAMP HOUSING）以及电池托架等注塑件上考虑替换。

 

       丰田车体已经确认完该CNF增强材料的基本物性，具体量产时间亦被放上议事日程。