汽車塑料的回收與利用論文syc

1、湖南科技職業(yè)學院 畢業(yè)設計（論文）題目： 汽車塑料的回收與利用學生姓名 陳 素 麗 系 別 輕化工程學院 專 業(yè) 高分子材料加工 學 號 082514010033 指導教師 陳枝晴 職 稱 教授 二0一一年 五月二十日目 錄引言一、概況 1.1、 汽車塑料的應用現(xiàn)狀 1.2、 汽車塑料的發(fā)展前景二、汽車塑料的回收與改性 2.1、 汽車的回收 2.2、 回收及造粒處理方案 2.2.1 廢汽車上塑料件的回收利用技術(shù) 2.2.2 報廢汽車和報廢汽車塑料的回收方案 2.3、 汽車塑料的改性 2.3.1塑料改性的概念 2.3.2 塑料改性的目的 2.3.3 塑料改性的分類 2.3.4實驗部分三、改性塑料

2、在汽車中的應用及發(fā)展四、結(jié)論五、參考文獻六、附錄 汽車塑料的回收與利用摘要：介紹了用于汽車制造業(yè)中的塑料種類和性能， 塑料是以合成樹脂為基體，加入某些添加劑在一定溫度壓力下，能塑造成各種形狀制品的高分子材料。闡述了塑料在汽車制造上的應用現(xiàn)狀，塑料的回收處理方法及改性造粒，說明了廢舊塑料的回收利用不但能節(jié)約大量的原材料及能源，而且有利于防止環(huán)境污染。同時詳細介紹了改性塑料在汽車零件中的應用和改性塑料的發(fā)展，汽車正向著輕型、節(jié)能、高速、舒適、多功能、低噪音、低成本、長壽命方向發(fā)展，預測了塑料在未來汽車上的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：汽車塑料、性能、回收處理、塑料改性、造粒、塑料的發(fā)展 automotive

3、plastics recovery and utilizationabstract: this paper introduces used in automobile manufacturing of plastic types and performance, plastic on synthetic resin for matrix, add some additives in certain temperature, under pressure builds into various shapes products of the polymer materials. expounds

4、the plastic in automobile manufacturing application status and the plastic recycling method and modified granulation, illustrates the recycling of waste plastics can not only save large amount of raw materials and energy, but also helps to prevent environmental pollution. meanwhile introduces in det

5、ail modified plastics in automobile parts and application of modified plastics of development, the car is toward light, energy saving, high speed, comfortable, multi-function, low noise, low cost, the long life direction, and forecasts the future of plastic in car on the development prospect.keyword

6、s: automotive plastics, performance, recycling, plastic modification, granulation, plastic development 引 言隨著科學技術(shù)的發(fā)展，汽車正向著輕型、節(jié)能、高速、舒適、多功能、低噪音、低成本、長壽命方向發(fā)展，研究表明，汽車一般部件重量減輕1%可節(jié)油1%，運動部件減輕1%可節(jié)油2%。塑料憑著重量輕、品種多、加工方便等優(yōu)點，正逐步代替金屬、玻璃等材料大量用于汽車行業(yè)，這不僅可以提高汽車造型美觀、設計的靈活性，而且可以降低零部件的加工、裝配、維修費用，同時也是汽車節(jié)能和輕量化的有效途徑。塑料依其優(yōu)異的綜

7、合性能和價格優(yōu)勢日漸受到汽車行業(yè)的青睞，其在汽車上的應用正在從內(nèi)外裝飾件向車身覆蓋件和功能結(jié)構(gòu)件擴展。塑料及其復合材料在汽車上的應用與無機和金屬材料相比有其獨特的優(yōu)勢，作為最重要的汽車輕質(zhì)材料，它不僅可減輕零部件的質(zhì)量，降低采購成本，而且還可以實現(xiàn)汽車行業(yè)對未來汽車的舒適、安全、高速、節(jié)能環(huán)保的要求。隨著材料科學和汽車技術(shù)水平的不斷提高，汽車專用料牌號層出不窮，汽車業(yè)已將汽車用塑料量的多少作為衡量汽車設計和制造水平的一個重要標志，并明確指出全塑車身是未來汽車的發(fā)展方向?？梢姡芰显谄囆袠I(yè)的應用空間依然廣闊，塑料和汽車行業(yè)將達成共贏的格局。如今汽車用塑料制件數(shù)量的多少已經(jīng)是衡量一個國家汽車發(fā)展

8、水平的標志。與此同時，塑料在汽車制造業(yè)中應用更成為一個亟待開發(fā)并有廣闊發(fā)展前景的朝陽產(chǎn)業(yè)。一、概況1.1 汽車塑料的應用現(xiàn)狀1.1.1 用于汽車制造業(yè)中的塑料種類和性能 塑料是以合成樹脂為基體，加入某些添加劑在一定溫度壓力下，能塑造成各種形狀制品的高分子材料。塑料的種類很多，按不同的熱性能可分為熱固性塑料和熱塑性塑料兩大類；按不同的應用可分為通用塑料、工程塑料和高性能塑料。1. 通用塑料聚烯烴熱塑性彈性體（tpo）。高溫下可以像熱塑性塑料一樣加工，而在常溫下又呈現(xiàn)橡膠彈性，且具有價格低、密度小、彎曲彈性模量高、低溫抗沖擊性能好、流動性好、易加工和可重復使用等性能。目前，世界上tpo在汽車上的用

9、量已達72萬t.聚丙烯（pp）。隨著改性技術(shù)的發(fā)展，使改性后的pp用玻璃纖維和礦物增強，具有了高溫和抗沖擊性能，已用于汽車的零配件制造。聚乙烯（pe)。此塑料具有較高的抗沖擊性能、良好的強度、耐磨性、化學穩(wěn)定性、吸水性小等優(yōu)點，已用于制作方向盤、擋泥板、儀表板等零部件。2. 工程塑料聚酰胺（pa)。又叫尼龍，具有韌性、耐磨、耐疲勞、耐水燈綜合性能，廣泛用于汽車發(fā)動機部件、燃油供給系統(tǒng)、外用件和電系統(tǒng)中的零部件制造。聚碳酸酯（pc)。具有透明度高、強度高、抗沖擊性好、耐熱性好等優(yōu)點，主要用于汽車車窗等多種窗飾的制造。聚甲醛（pom,）。此塑料質(zhì)輕、加工成型簡便、生產(chǎn)成本低廉，且經(jīng)改性后耐磨耗系數(shù)

10、更低、剛性增強。主要用于生產(chǎn)汽車配件軸套、齒輪、拉桿等耐磨件的制造。聚苯醚（ppo)。此塑料耐熱性高，電性能好，具有自熄性，吸水性小，成型時收縮率低，用于制造薄壁的復雜硬質(zhì)機構(gòu)件，如儀表盤、骨架等。熱塑性聚酯（pet，pbt）。純bt成型收縮率較大，常采用玻璃纖維增強或無機填料改性以及其他聚合物共混改性，其加工性能好、絕緣性好，主要用于內(nèi)飾件，也用于汽車發(fā)動機系統(tǒng)配件材料生產(chǎn)。3. 高性能工程塑料聚酰亞胺（pi）。耐熱性好，在-2001260范圍內(nèi)有良好的力學性能，耐磨、耐高溫、自潤滑性能好，化學性能穩(wěn)定，可用于制造與汽車發(fā)動機、變速箱有關(guān)的功能件。聚醚砜（pes）和聚砜（psu)，具有很好的

11、耐高溫性，硬度、高溫連續(xù)操作性好，電絕緣性、阻燃性和尺寸穩(wěn)定性好，可用于汽車軸承保持架、傳動軸、襯套等制造。聚氨酯（pu）。具有相對密度小、質(zhì)輕、強度高、導熱系數(shù)小、耐油、防震、隔音等性能，且可塑性強、材料性能適應性強，應用日益擴大，可用于制作汽車密封件、減震件等總之，塑料與金屬材料相比，具有密度小、比強度高、化學穩(wěn)定性好、電絕緣性好、減震、耐磨、隔音性能好、自潤滑性能好等性能。另外，絕緣性、透光性以及生產(chǎn)率高、成本低是一般金屬材料所不及的，這也是塑料在汽車制造業(yè)中應用日益增加的原因。隨著人們對汽車的安全和環(huán)保、節(jié)能燈系列化要求，更使我們迫切需要綜合性能優(yōu)質(zhì)的塑料材料。1.1.2 塑料在汽車制

12、造上的應用現(xiàn)狀 1. 在我國，塑料件約占汽車自重的7%10%。例如，在轎車和輕型車中，ca7220小紅旗轎車中塑料用量為88.33kg，在上海桑塔納為67.2kg，奧迪為89.98kg，富康為81.5kg，依維柯0041則為144.5kg；在重型車中，斯太爾1491為82.25kg，斯太爾王為120.5kg。目前，車用塑料的品種比例大體為：pp21.1%，pu（聚氨酯）19.6%，pvc12.2%，熱固性復合材料10.4%，abs8%，pa（尼龍）7.8%，pe6%,pc（聚碳酸酯）2.6%，ppo（聚苯醚）1.9%,pom(聚甲醛)1.8%，pbt（聚對苯甲酸丁二酯）/pet（聚對苯二甲酸乙

13、二酯）1.5%，其他6.4%。2005年平均每輛汽車塑料用量約為130kg，主要用于汽車上的外裝飾件、內(nèi)裝飾件、功能結(jié)構(gòu)零件。2 內(nèi)裝飾件 塑料使用在汽車的內(nèi)裝飾件上有：儀表板、車門內(nèi)板、方向盤、雜物箱、門把手、座椅、頂棚等。3 功能結(jié)構(gòu)零件 汽車內(nèi)的功能結(jié)構(gòu)件主要指發(fā)動機部件及其罩下燃油進氣系統(tǒng)和電器系統(tǒng)，如燃料箱、發(fā)動機部件。其他結(jié)構(gòu)有方向盤、車窗玻璃、汽車底盤。通用零部件有密封條以及蓄電池殼體、電線帶、膨脹燈、真空管、墊圈、夾頭、固定支架、緩沖墊、軸襯、軸套、防塵器、散熱器箱蓋、水泵葉輪、排氣閥、開關(guān)、踏步墊、熱空氣管、電線包皮、蓄電瓶配件等。據(jù)中國塑料工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，目前我國汽車塑料用量

14、在逐年增加，達到國外20世紀80年代、中期水平。以每輛汽車浪費塑料50kg計，2003年我國汽車塑料用量約達222000t，加上維修，估計總量超過250000t。而目前中國每輛汽車中塑料所占比例權(quán)為外國的一半左右，所以，隨著汽車產(chǎn)量的增加和單輛汽車塑料消耗量的增加，汽車用塑料的消費量還將大幅增長。然而，我國汽車用塑料還存在很多的問題：汽車專用塑料牌號少，還有很多材料需要進口；工程塑料、高性能塑料的使用落后，運用著些材料制成的零部件主要靠進口；現(xiàn)有的汽車塑料零部件生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小且多分散，市場顯得混亂。另外，汽車用塑料牌號多而雜，沒有統(tǒng)一的標準，顯得不規(guī)范；模具設計和加工方法與國外相比，缺少大型專

15、用成型設備；塑料的回、再生利用方面剛剛起步，與國外差距很大。1.2 汽車塑料的發(fā)展前景1.2.1 塑料在汽車上的應用不斷擴展 近年來，塑料在汽車上的應用越來越多，逐步從內(nèi)外裝飾件擴展到車身覆蓋件和功能結(jié)構(gòu)件方面。例如前照面、保險杠、發(fā)動機罩、行李箱蓋、頂蓋、翼子板、車門內(nèi)護板和某些車身骨架構(gòu)件等。甚至有些汽車大公司正在用復合材料做承載力最大的底盤車架，例如福特汽車公司在2001年將復合材料底盤應用在一輛叫“探索者”的小皮卡樣車上。目前世界上不少轎車的塑料用量已經(jīng)超過120千克/輛，個別車型還要高，德國高級轎車的塑料使用量已經(jīng)達到300千克/輛。國內(nèi)一些轎車的塑料用量也已經(jīng)達到200千克/輛。可

16、以預見，隨著汽車輕量化進程的加速，塑料在汽車中的應用將更加廣泛。1.2.2 塑料在汽車上的應用和發(fā)展目前全球汽車用塑料的市場規(guī)模為454萬t/a，單車用塑料量也迅速增加，國外汽車內(nèi)飾件基本實現(xiàn)塑料化。塑料及其復合材料是最重要的汽車輕質(zhì)材料，它不僅可減輕零部件約40%的質(zhì)量，而且還可以使采購成本降低40%左右，因此近年來塑料在汽車中的用量迅速上升。據(jù)統(tǒng)計，世界汽車平均每輛塑料用量在2000年就達到了105kg，約占汽車總質(zhì)量的8%12%，其中塑料在轎車中的用量比在貨車、客車中的用量高，如奧迪a2型轎車，塑料件總質(zhì)量已達220kg，占材料總用量的24.6%。塑料的應用范圍正在由內(nèi)裝件向外裝件、車身

17、和功能結(jié)構(gòu)件擴展，日本鈴木汽車公司制造了一種采用超高分子塑料制作的輕型小汽車。該車所用塑料的相對分子質(zhì)量極高，具有極好的彈性和很高的強度，整個汽車質(zhì)量為480kg，比同樣大小的其他汽車輕1/3。這種汽車具有質(zhì)量輕、速度快和耗油低等優(yōu)點。目前國外發(fā)達地區(qū)車用塑料已占塑料總消耗量的7%11%，在中國的發(fā)展遠遠落后于發(fā)達國家。對于中國來說，塑料等非金屬材料在國產(chǎn)車上的應用狀況還比不上進口車，塑料在汽車行業(yè)的應用尚處于初級階段。國內(nèi)該行業(yè)的現(xiàn)狀是：第一，汽車用塑料原料主要依靠進口，國產(chǎn)汽車專用塑料牌號少，產(chǎn)品性能不能滿足要求；第二，汽車塑料品種數(shù)十種，材料標準混亂；第三，生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小且分散，缺乏龍頭

18、企業(yè)；第四，模具開發(fā)能力差，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。另外，我國的車用塑料在未來會有一個高速的增長，預計2010年，全國汽車產(chǎn)量724.57萬輛，屆時汽車用塑料將達到128.7萬t；2025年，全國汽車用塑料將達到618.6萬t。可以看出，平均每輛汽車的塑料用量將從130kg提高到521kg。車用塑料居前7位的塑料材料品種與所占比例大致為：聚丙烯21%、聚氨酯19.6%、聚氯乙烯12.2%、熱固性復合材料10.4%、abs 8%、尼龍7.8%、聚乙烯6%。二、汽車塑料的回收與改性2.1 汽車塑料的回收 隨著所使用的塑料口益廣泛，數(shù)量的迅速增加，廢舊塑料的數(shù)量也在不斷地增長，因此，塑料的回收利用問題受到

19、了世界各國的普遍重視。廢舊塑料的回收利用不但能節(jié)約大量的原材料及能源，而且有利于防止環(huán)境污染。在20世紀50年代中期，人們就開始回收廢舊塑料，并重新利用，而其回收技術(shù)的研究和推廣也一直沒有停止過。目前塑料加工工業(yè)中廢舊塑料的回收同其他成型技術(shù)一樣已發(fā)展到一個新的水平，特別是熔融擠出回收法在回收質(zhì)量要求較高的場合已發(fā)揮了重要的作用。物理回收法不會影響塑料的性能，通常作為完整的擠出回收生產(chǎn)線的一部分。采用物理回收和擠出回收的廢舊塑料仍可用于成型某些塑料制品，此被稱為再生利用。 可回收性廢舊塑料的回收可分為四級：一級回收是指采用通常的加工方法把可回收的廢舊塑料(邊角料等)加工成與新料性能相同或相近的

20、產(chǎn)品。二級回收是指把廢舊塑料(邊角料等)經(jīng)一種或多種加工方法加工成性能比新料稍差的產(chǎn)品。三級回收是指回收廢舊塑料中的化學成分，使之成為單體或燃料。四級回收是指通過焚燒從廢舊塑料中回收能量。 一級和二級回收的加工劃分往往是不十分明確的，如酚醛塑料常常被添加到純化合物中用于生產(chǎn)性能變化很小的同種產(chǎn)品，但酚醛塑料的回收仍被劃為二級回收。其原因是可回收性廢舊酚醛塑料在與純化合物的混合中僅僅起填料作用，而其本身并不具備純化合物的性。三級和四級回收的劃分也存在類似的情況。有些焚化裝置采用的是兩步處理法，即先熱分解廢舊塑料，后焚燒熱分解產(chǎn)物，雖然是用來回收能源，但由于這些廢棄物首先被轉(zhuǎn)化成了單體或化學原料，

21、所以這種兩步處理法仍被劃分為三級回收。 針對中國國情，提出了一套較完整的報廢汽車及報廢汽車塑料回收技術(shù)方案及設備，即“人工拆解”結(jié)合“機械破解”、“物理干式分選”和“塑料再生”技術(shù)，除去主要有害物質(zhì)和能再回用、造粒再制造的部件外，人工拆解的報廢汽車塑料構(gòu)件或機械破碎后的asr經(jīng)過以一系列干式分選處理后（包括磁選、風力分選、渦流電選等），采用附加值較高的后處理技術(shù)對報廢汽車塑料進行回收，包括熱壓板材再生技術(shù)、模型料填料技術(shù)等達到汽車塑料的再生，滿足汽車產(chǎn)品回收利用技術(shù)政策提出的要求。 不僅節(jié)能減排刻不容緩，而且開展報廢汽車管理回收處理、做好汽車循環(huán)經(jīng)濟也十分迫切，目前我國已成為汽車產(chǎn)銷大國，20

22、07年我國汽車保有量達到5000萬輛，2007年產(chǎn)銷量近900萬輛，報廢汽車回收處理作為汽車產(chǎn)業(yè)鏈的一部分與汽車銷售、國外市場的開拓等密切相關(guān)，已經(jīng)引起了國家和國內(nèi)各整車廠的重視。2006年2月6日國家發(fā)展與改革委員會、科學技術(shù)部、國家環(huán)保總局聯(lián)合頒布了汽車產(chǎn)品回收利用技術(shù)政策，明確規(guī)定了08年至2017年三個階段的實施目標，引起了全球汽車制造商的廣泛關(guān)注。因而汽車的回收技術(shù)方案的研究以及報廢汽車回收技術(shù)的科研方向的制定，在這個時期就十分重要。汽車回收包括回用(reuse),能量回收（recover）已及材料回收(recycle)，汽車產(chǎn)品回收利用技術(shù)政策提出了2012年或者2017年的整車可

23、回收利用率和材料回收率目標，自2010年起為第一階段，要求所有國產(chǎn)及進口的m2類和m3類、n2類和n3類汽車產(chǎn)品的材料的再利用率不低于80%；所有國產(chǎn)及進口的m1類n1類汽車產(chǎn)品的材料的再利用率不低于75%；自2012年起為第二階段，要求所有的國產(chǎn)及進口汽車的材料的再利用率不低于80%；自2017年起為第三階段，要求所有國產(chǎn)及進口汽車的材料的再利用率不低于85%。和歐美等國家的報廢汽車廢棄物的處理技術(shù)水平以及目前達到的材料回收率比較，表明政策提出的材料回收率（recycle-完全是從材料角度進行再利用）是一個十分高的目標。因而要想達到政策提出的材料回收率的目標，報廢汽車非金屬材料的回收是重點，

24、即如果報廢汽車中的非金屬材料大部分不能再次利用的話，這個目標就將難以實現(xiàn)。而事實上，即使是汽車工業(yè)有百年歷史、汽車回收已經(jīng)相對成熟的歐美國家，其塑料等非金屬也大多作為填埋處理，例如加拿大的汽車回收幾乎將所有的asr（汽車破碎殘留物-auto shredder residues)填埋。盡管近幾年汽車回收得到了國家和業(yè)界的重視，并有一些學術(shù)論文報道了相關(guān)的眼覺，但國內(nèi)在技術(shù)方面仍沒有大的突破。對于我國報廢汽車回收而言，汽車回收的模式及管理以及回收數(shù)據(jù)庫的建立是十分重要的，是制定規(guī)劃和開展回收工作的具體實施的前提。而同時汽車回收的目標實現(xiàn)歸根結(jié)底是依賴于回收技術(shù)的發(fā)展，特別是塑料等非金屬的回收技術(shù)的

25、發(fā)展。目前報廢汽車的金屬材料的回收基本已經(jīng)成熟，但塑料等非金屬的回收技術(shù)仍不樂觀。2.2 回收及造粒處理方案2.2.1 廢汽車上塑料件的回收利用技術(shù)：1、 收集；2、 分離技術(shù)；3、 混合廢舊塑料與雜質(zhì)的分離；4、 清洗和干燥；5、 破碎及其設備；6、 配料和造粒；7、 塑料、均化與造粒。2.2.2 報廢汽車和報廢汽車塑料的回收方案由以下步驟及操作組成。 圖1 我國報廢汽車和報廢汽車塑料的回收方案 （1）無害化處理流程，主要包括：去除電池、去除車輪和分離鉛平衡載荷、去除確認含有汞的零部件、去除各類液體、拆除催化器、拆除和引爆氣囊等。 （2）拆除破碎難回收件、易拆解和大部件，并歸類：線路板、玻璃

26、、輪胎、門、擋泥板、車燈、發(fā)動機罩、汽車空調(diào)等。（3）拆解可再次回用部件、可造粒熱塑性塑料件，并歸類。（4）拆解其他塑料件，按圖1破碎熱壓制板材和構(gòu)件。（5）對未拆解車體壓碎、破碎、風選分類。（6）對已破碎混合物以及asr進行物理分選處理。 圖2 我國報 廢汽車和報廢汽車塑料的回收方案（續(xù)圖1asr物理分流）如圖1、2所示的報廢物汽車回收處理工藝流程，該過程主要通過兩次破碎、四次粉碎、三次風選、兩次磁選、兩次渦流電選以及重力分選（離心分選技術(shù)）、一次高壓靜電分選等技術(shù)隊asr進行了分類分選處理。其中破碎和粉碎能使報廢汽車充分粉碎，使不同種物質(zhì)充分解離，兩次磁選可以有效地分選出鐵磁物質(zhì)，渦流電選

27、可以講鋁鎂等的有色金屬分離，風選可以將密度小的泡沫和纖維織物等與塑料和橡膠分離，高壓靜電分選可以將細小的金屬顆粒從非金屬中分離。處理設備專用拆解設備、玻璃等切割設備、液體吸取設備（舉升設備、油箱鉆孔機、液體收取機等）、分類儲存罐、擠壓設備（壓碎設備）、大型粉碎機、大型篩分設備（滾筒篩等）、風選設備、鐵磁分選設備、渦電流分選設備、高壓靜電分選設備、asr處理設備（篩分設備、熱解設備、熱壓成型設備）等。該回收處理工藝得到的塑料混合物進行附加值的熱壓板材回收技術(shù)和bmc、smc、以及pmc填料，或者熱解處理。 圖 3 該方案中強調(diào)以人工回收和機械將整車破碎處理相結(jié)合的回收模式，主要從以下幾個方面考慮

28、。（1） 勞動力成本相對低。（2） 失業(yè)人口、農(nóng)村向城市轉(zhuǎn)移人口以及城市閑置勞動人口多，在一定程度上增加就業(yè)。（3） 以機械將整車破碎為主的回收模式造成大量的asr產(chǎn)生，而至今沒有較合適的方法對asr進行回收處理，會造成大量asr填埋。（4） 人工拆解分類，大大降低了后續(xù)回收處理的難度。 人工拆解分類的范圍為，易拆解部件、大型部件、有毒部件（物質(zhì)）、處理過程可能產(chǎn)生有毒物質(zhì)的部件、可再次使用部件、目前已經(jīng)可以充分回收部件（如輪胎）、油類等燃料、可再造粒的不十分難拆解的型料件、不十分難拆解的不可造?；赜么蟮乃芰霞⒁浊懈畈ＡЪ?。 當然人工拆解分類也會造成一定程度上成本的升高、勞動強度大以及存在

29、效率低等問題，所以必須進行將整車機械破碎，對難拆解的以及大量的費時拆解的小件和車體進行破碎分選。但當大量人工回收與機械破碎回收結(jié)合后，產(chǎn)生的asr將大大減少，材料回收利用率提高，人工拆解回收的塑料件分類后，對不能回用以及造粒的熱固性塑料、織物等非金屬部件進行破碎和粉碎處理，再進行高附加值的回收工藝如熱壓板材技術(shù)和模塑料填料技術(shù)。 總結(jié)國內(nèi)外先進的經(jīng)驗和模式是我國成功回收報廢汽車的前提，盡快建立基本數(shù)據(jù)庫，搜集國內(nèi)外目前已發(fā)展成功實例，并結(jié)合我國國情對回收方案進行研究和部署實施。在我國采用人工拆解歸類和機械破碎處理相結(jié)合的回收模式，是更適合我國的汽車回收的策略。而采用機械破碎處理則必須要對asr

30、進行復雜的后續(xù)處理，如本文提出的渦流電選和高壓靜電分選等分理出殘余的銅、鋅和鉛等金屬，經(jīng)過干式分選處理后，利用高附加值的非金屬回收方法對進料等進行回收。這對我國在10年甚至20年都應該是適宜的。另外干式物理回收處理方法對環(huán)境影響最小的回收方式，除了會產(chǎn)生噪音外，對空氣和水體污染很小，是一種環(huán)境收益較好的報廢汽車處理方式。2.3 汽車塑料的改性2.3.1塑料改性的概念凡是通過物理的、機械的和化學等作用可使樹脂原有性能得到改善都可稱之為塑料的改性。在改性過程中，既可發(fā)生物理變化也可以發(fā)生化學變化。塑料改性的應用范圍也很廣泛，幾乎所有的塑料性能都可通過改性方法得到改善。如塑料的外觀、透明性、密度、精

31、度、加工性、機械性能、化學性能、電磁性能、耐腐蝕性、耐老化性、耐磨性、硬度、熱性能、阻燃性、阻隔性及成本性等方面。2.3.2 塑料改性的目的塑料材料與其他材料相比，主要優(yōu)越性在于綜合性能好。一種材料能同時滿足幾種甚至幾十種不同的性能。如前所述，它具有質(zhì)輕、比強度高、成型加工容易及耐腐蝕性好等優(yōu)點。但塑料本身也存在不少致命的缺點。比如，它的耐熱性差、大多數(shù)塑料不耐燃燒（只有聚四氟乙烯、硬質(zhì)聚氯乙烯、聚偏氯乙烯及聚苯硫醚等為難燃品種)、加工精度差和易老化等。塑料改性的目的就是改善其固有的缺點、增加新功能及降低成本等。2.3.3 塑料改性的分類可用于塑料改性的方法有很多種，按不同的方法可將其分為如下

32、幾類。（1） 按是否發(fā)生化學反應分類按此分類方法可將塑料的改性分為物理改性和化學改性兩大類。塑料的物理改性是指在整個過程中不發(fā)生化學反應或只發(fā)生極小程度化學反應的一類改性方法。塑料物理改性主要靠不同組分之間物理作用。如吸附、縫合或氫鍵等作用以及整個組分本身的力-形變及形態(tài)變化而實現(xiàn)改性目的。這是一種簡單、快捷、經(jīng)濟的改性方法，可以在塑料加工企業(yè)中自行實現(xiàn)，因而被廣泛采用。塑料的化學改性是指在改性過程中聚合物大分子鏈的主鏈、支鏈、側(cè)鏈及大分子鏈上之間的共聚反應。包括不同單體之間的共聚反應、大分子鏈的接枝反應、大分子鏈之間的交聯(lián)反應以及大分子鏈的官能團反應等。一般需在樹脂合成廠中方可實現(xiàn)，因而在塑

33、料加工應用不廣。（2） 按整體或局部改性分類按此方法可將塑料的改性分為整體改性和表面改性兩大類。塑料的整體改性是指改性在整個塑料制品的內(nèi)部及表層都發(fā)生的一類改性。這類改性的特點為性能變化均一。塑料的改性大都為整體改性，如前面提到的添加改性、共混改性、交聯(lián)改性及形態(tài)控制改性等。塑料的表面改性包括表面機械改性、表面火焰處理、表面氧化處理、表面等離子處理、表面電暈處理、表面層化處理及表面接枝聚合等。這方法僅適于只要求外觀性能而內(nèi)部性能不重要或不需要的應用場合，常見的有：表面光澤、硬度、耐磨、防靜電、阻燃、粘合性、印刷性及熱合性等改進。（3） 按添加劑性質(zhì)和目的的分類 塑料添加劑按添加劑的性質(zhì)可以分成

34、無機添加改性和有機添加改性兩種。常用的無機添加劑主要有：填充劑、增強劑、阻燃劑、著色劑及成核劑等。有機添加改性是指在在塑料中添加有機添加劑的一類改性，常用的有機添加劑主要有：增塑劑、有機錫穩(wěn)定劑、抗氧劑及有機阻燃劑等。塑料的添加改性按添加改性的目的分為降低成本（添加各種價廉的無機、有機填料）；提高強度（添加各種增強纖維）；提高韌性（添加彈性及超細填料等）；提高阻燃性（添加金屬氧化物、金屬氫氧化物、無機磷、有機鹵化物、有機硅及氮化物等）；提高壽命（添加各種抗氧劑、光穩(wěn)定劑等）；改善加工性（添加增塑劑、熱穩(wěn)定劑、潤滑劑及加工助劑等）；增加耐磨性（添加石墨、mos2及sio2等）；改善結(jié)晶結(jié)構(gòu)（添加

35、成核劑，具體有有機所酸類、山梨醇類、zno及mgo等）；改善抗靜電及導電性（天機抗靜電及導電劑）。改性塑料指在聚合物中加入小分子無機物或有機物，通過物理或化學作用，從而賦予其機械加工性能或使其某種性能獲得改善，從而使塑料變得具有鮮明特征。其中改性塑料要屬在汽車和家電領域應用廣泛，并且改性塑料蘊藏巨大的發(fā)展?jié)摿?。隨著2009年汽車行業(yè)對塑料的迅猛需求，我國塑料產(chǎn)業(yè)和汽車產(chǎn)業(yè)已形成“一榮俱榮、一損俱損”之勢。同時將目標轉(zhuǎn)向了改性塑料，使用更輕、更強、更好的汽車配件來緩解汽車產(chǎn)業(yè)不景氣的局面。眾所周知，改性塑料是最重要的汽車輕質(zhì)材料，改性塑料不僅可減輕零部件約40%的重量而且改性塑料還可以使采購成本

36、降低40%左右。因此，近年來在汽車中改性塑料的用量迅速上升。目前已基本實現(xiàn)塑料化，“以塑代鋼”的汽車發(fā)展正在帶動著改性塑料在汽車應用中向著更廣闊的領域不斷開拓創(chuàng)新。2000年，日本頒布了汽車循環(huán)利用法，這幾年成績顯著，豐田回收再生率已達95%以上，本田、日產(chǎn)等廠家也在汽車回收方面做了大量工作。國內(nèi)暫無企業(yè) 做專項回收工作 我國雖然也有專門的廢舊汽車拆解企業(yè)，但由于缺乏管理，很多廢舊汽車拆解廠跟二手車銷售網(wǎng)點“結(jié)合”在一起，不少已經(jīng)到了使用年限的車，簡單翻新后還繼續(xù)以各種途徑進行銷售。不過，盡管如此，還是有越來越多的企業(yè)開始提出在生產(chǎn)環(huán)節(jié)上進行環(huán)保的概念，這主要體現(xiàn)在原材料的可回收率上。廣州本田

37、是國內(nèi)少數(shù)幾個提及整車材料回收率的廠商，據(jù)廠家提供的材料顯示，廣州本田生產(chǎn)的產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)90%以上整車材料回收利用，在生產(chǎn)流程中多使用環(huán)保材料，減少或棄用有害材料，如含有機揮發(fā)物(voc)的材料等。例如，在即將上市的新一代飛度身上，將更多可再生利用的烯烴雷樹脂材料應用于車內(nèi)裝飾的注塑成型零部件，這樣做能大幅度提高整車的可回收率。 下面以汽車用耐刮擦改性聚丙烯的研制為例：在車用塑料中，聚丙烯（pp）以密度小、性價比高、耐熱性、剛性、耐化學藥品性優(yōu)異。易于加工成型和回收等特性在汽車上得到廣泛應用，成為汽車用塑料中用量最大，發(fā)展速度最快的品種之一。然而pp材料的表面耐劃傷性能很差，很大程度上降低了制

38、品的美觀程度，而且在制品表面產(chǎn)生的刮痕也會導致應力集中，限制了其使用。因此，提高pp材料的表面耐刮傷性能是一個重要的研究課題。刮傷是材料表面的一種破壞方式，其類型和機制相當復雜，影響因素很多。pp的分子結(jié)構(gòu)、填料、潤滑劑及抗沖擊改性劑等都影響著pp的刮擦行為。材料在壓入力和滑動力或橫（側(cè)）向力的作用下發(fā)生屈服，產(chǎn)生延性和脆性破壞從而造成刮痕。刮痕導致的不平表面產(chǎn)生不均勻的光散射和“刮痕發(fā)白”。改善刮痕性能的方法包括盡可能減小聚合物表面粗糙度和降低刮痕的胎肩，以產(chǎn)生盡可能少的光散射及盡可能小的刮痕可見度。在pp中添加不同的耐刮擦痕滑爽劑以期改善其耐刮擦性能。2.3.4 實驗部分 主要原材料 普通

39、共聚pp：結(jié)晶度60%、65%，上海賽科石油化工有限責任有限公司； 高結(jié)晶pp：結(jié)晶度75%，大韓油化工業(yè)株式會社； 滑石粉：t1250(10m,1250目）、t3000（5m，3000目），上海誠致化工有限公司； 硅灰石：5m，市售； 增溶劑：cmg9801，市售； 成核劑：市售； 耐刮擦滑爽劑：a、b、c，市售；儀器及設備 高速混合機：shr-200a型，張家港欣榮機械有限公司； 雙螺桿擠出機：ks36型，昆山科信機械設備有限公司； 注塑機：htf80xi型，寧波海天注塑機廠； 五指刮擦磨耗儀：taber710型，美國泰伯爾儀器公司； 色差儀：ce-7000a型，美國crelog macb

40、eth公司。試樣制備 將pp 、填料、增溶劑和其他助劑等按一定比例加入高速混合機均勻，然后通過雙螺桿擠出造粒，經(jīng)冷卻干燥后注塑成60mm60mm3mm厚度的試樣。試樣制備流程見圖1。 pp 干燥冷卻擠出混合 填料注塑試樣 增容劑切粒 其它助劑 圖1 試樣制備流程 性能測試及表征 用五指刮擦磨耗儀以15n的力進行劃格刮擦試驗，然后用色差儀測試刮痕處的亮度變化（l）值，l值越小表明材料的刮痕越輕，耐刮擦性能越好。結(jié)論（1） 改性pp中添加合適的潤滑劑可以提高pp的耐刮擦性能，而反應型的高聚硅氧烷可以起到更加明顯的效果，并且隨著其用量的增加，材料的耐刮擦性能更好，當其質(zhì)量分數(shù)超過5后，l值的變化趨于

41、平穩(wěn)。（2）高結(jié)晶pp的耐刮擦性能比普通共聚pp優(yōu)異。（3）添加礦物填料會導致pp表面產(chǎn)生“刮痕發(fā)白”現(xiàn)象，填料粒徑的減小有利于耐刮擦性能的提高，其中使用硅灰石的效果要好于滑石粉。（4）添加增溶劑大大提高了pp和填料粒子及各種助劑的界面結(jié)合力，減小了pp表面產(chǎn)生刮擦龜裂的現(xiàn)象，從而提高了pp的耐刮擦性能。3、 改性塑料在汽車中的應用及發(fā)展 中國汽車塑料伴隨著中國汽車工業(yè)的發(fā)展而迅速發(fā)展。塑料及其復合材料是最重要的汽車輕質(zhì)材料，它不僅可減輕汽車零部件約40的質(zhì)量，而且還可以使采購成本降低40左右因此近年來在汽車中的用量迅速上升。目前國外發(fā)達地區(qū)車用塑料占塑料總消耗量的1015它在我國的發(fā)展還遠遠

42、落后于發(fā)達國家。預計到2010年，我國汽車產(chǎn)量達72457萬輛屆時汽車用塑料將達到1287萬噸。車用塑料居前7位的塑料材料品種與其所占比例大致為：聚丙烯(pp)21、聚氨酯(pu)196、聚氯乙烯(pvc)12.2 、熱固性復合材料104、丙烯腈一丁二烯橡膠(abs)8，尼龍78、聚乙烯(pe)6。塑料在汽車中的應用范圍正在由內(nèi)裝件向外裝件、車身和結(jié)構(gòu)件擴展，應用日益深化。除聚烯烴材料近來在汽車領域的應用量大增外，聚氨酯、增強復合材料等在汽車行業(yè)的應用也日益增加據(jù)統(tǒng)計，我國汽車用塑料的品種按用量排列依次為pp、pvc、pu、不飽和樹脂、abs、pf、pe、pa、pc和復合材料。國外如德國、美國

43、、日本等國的汽車塑料用量已達到10n15 有的甚至達到了20以上。各國使用的塑料就不同品種用量來看。按使用數(shù)量排列，德國是pvc、pu、pp、pe、abs，美國是pu、pp、pe、pvc、abs， 日本是pvc、pp、pu、abs、pe、frp?？梢娖囁芰蠐碛芯薮蟮氖袌?。3.1 改性塑料件的應用3.11 汽車保險杠保險杠是汽車較大的外覆蓋件之一，作為一個獨立的總成安裝在汽車上，它對汽車的安全防護、造型效果及空氣動力性能有著較大的影響。它主要起保護作用與裝飾作用。功能齊全的保險杠可以為汽車廠家?guī)砜捎^的經(jīng)濟效益，因此汽車的輕量化要求越來越高，密度小、防腐性能更好的塑料材料在汽車保險杠上的用量正

44、在逐年遞增。用塑料制造的保險杠既可以塑造時代美感又不失功能化的造型。目前世界范圍內(nèi)約有92的保險杠是用高分子材料制成的。塑料保險杠按軟硬程度可分為兩大類即軟質(zhì)保險杠一般采用反應注射成型聚氨酯(rim)，該保險杠吸收沖擊性能高，但價格較高，適用于高檔汽車和硬質(zhì)保險杠(普通汽車使用硬質(zhì)保險杠，主要采用改性pp注射成型)。表1列出了常用塑料保險杠的品種及其特性。pp是目前使用最多的保險杠材料也是綜合性能優(yōu)良的一種通用塑料，但pp本身低溫性能及抗沖擊性能差，耐老化性及尺寸穩(wěn)定性差。難以滿足汽車保險杠對材料性能的苛刻要求，因此在汽車保險杠中使用的pp材料均為改性pp。目前， 國外中高檔轎車的保險杠已采用

45、pcpbt合金制造，因為此材料不僅機械性能高，特別是沖擊強度比pp保險杠高出許多。隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)量的不斷增長，汽車產(chǎn)品檔次的不斷提高，對汽車保險杠專用材料的國產(chǎn)化研究也進入了一個較快的發(fā)展時期，其中聚丙烯汽車保險杠專用材料的研究開發(fā)是一個重點。目前，聚丙烯汽車保險杠專用材料主要以pp為主材，并加入一定比例的橡膠或彈性體材料、無機填料、色母粒、助劑等經(jīng)過混煉加工而成。燕山石油化工股份有限公司樹脂應用研究院研制成功了適宜作為桑塔納轎車聚丙烯保險杠的專剛料，該專用料達到國外同類產(chǎn)品的先進水平，已取代進口料在工業(yè)生產(chǎn)線上的應用。 表l 常用塑料保險杠的品種及其特征 表1 常用塑料保險杠的品種及其特征3

46、. 12 汽車儀表板汽車儀表板是汽車上的重要功能件與裝飾件，是一種薄壁、大體積、上面開有很多安裝儀表用孔和洞的形狀復雜的零部件。汽車儀表板基本上可以分為硬質(zhì)和軟質(zhì)兩類。硬質(zhì)儀表板結(jié)構(gòu)簡單主體材料部分為同一種材料構(gòu)成，多用于載重汽車及客車；軟質(zhì)儀表板由表層、緩沖層和骨架三部分構(gòu)成，使用多種材料。常用的表皮材料有pu、pp、abspc合金等。表2為硬質(zhì)與軟質(zhì)儀表板的對比。 塑料保險枉品種 硬質(zhì)儀表板 軟質(zhì)儀表板 改性pp 表皮：pvcabs膜 abs塑料等 緩沖：半硬質(zhì)pu 使用材料 改性聚苯醚(pp0)骨架： abs、鋼板、pp木粉、木纖，塑料、硬質(zhì)板 表2 硬質(zhì)與軟質(zhì)儀表板對比 或硬質(zhì)制品，但

47、由于pvc的沖擊強度較低耐熱性差，因此其使用范圍受到一定限制隨后pvcabs合金因其價格便宜，易成型及技術(shù)成熟，在市場上應用比較廣泛。隨著汽車零件輕量化的發(fā)展，熱塑性聚烯烴彈性體(tpo)成為研究熱點。tpo具有易加工、無臭無味及可反復加工等優(yōu)點。越來越受到歡迎。pp儀表板是近幾年開發(fā)的新型汽車儀表板，一般采用添加無機填料的辦法來提高材料的彎曲強度和彎曲模量，因為無機填料可提高材料的彎曲模量和熱變形溫度，減小成型的收縮率。另外，由于pp是非極性有機物，具有疏水性。與無機物滑石粉的分子結(jié)構(gòu)及物理形態(tài)極不相同，兩者的相容性粘合能力較差，因此需要加入偶聯(lián)劑。表3為汽車儀表板pp專用料的性能 表3 汽

48、車儀表板pp專用料的性能 表4 汽車塑料燃油箱用hmhdpe性能3.13 汽車內(nèi)飾件汽車內(nèi)飾件有方向盤、座椅、頂蓬、內(nèi)門板、行李箱內(nèi)襯、發(fā)動機罩內(nèi)襯等塑料由于具有容易與不同材料配合、設計方便、加工性好、質(zhì)量輕、易清洗、使用壽命長、價格低、強度性能好等優(yōu)點。在汽車內(nèi)飾件領域應用廣泛。汽車塑料方向盤采用pu、改性聚烯烴和尼龍等材料。內(nèi)門板所用材料采用改性pp或abs作為骨架。日本開發(fā)了一種沖壓成型、連續(xù)生產(chǎn)的pp車門內(nèi)飾板的技術(shù)，門板包括pp內(nèi)襯板、pp泡沫襯墊層及ppepdm皮層結(jié)構(gòu)。座椅的材料一般選用高彈性的pu。頂蓬的基材選擇范圍較廣，有熱塑性塑料發(fā)泡板材，如改性ps、pp、pu等。劉喜軍_

49、16等以小本體pp為基料，通過與共聚聚丙烯(cpp)、聚烯烴彈性體(poe)滑石粉以及其它助劑共混改性制備汽車專用料。研究表明，當pp、cpp、poe和滑石粉的比例為(3040)：(2535)：(515)：(20-30)時，共混料完全可以滿足汽車保險杠、儀表盤和門板性能要求。 3. 14 汽車燃油箱汽車燃油系統(tǒng)是應用塑料較多的一個領域，其中燃油箱是其典型的代表。燃油箱屬于汽車的結(jié)構(gòu)件、功能件，是汽車重要的安全部件之一，其材質(zhì)應具有耐寒、耐熱、耐蠕變、耐應力開裂、耐大氣老化、耐溶劑及化學藥品等性能，其抗沖擊、阻燃、防爆等特性尤為重要。塑料燃油箱通常采用hmhdpe作為基材，輔以黏接和阻隔性材料(

50、pa或乙烯一乙烯醇共聚物(evoh)。表4為汽車塑料燃油箱用hmhdpe主要性能。汽車用塑料燃油箱始于2o世紀60年代的歐洲，開發(fā)最早的國家是美國和德國。美國福特公司在70年代生產(chǎn)的中型和重型貨車上采用高密度聚乙烯(hdpe)燃油箱，90年代初，意大利、法國、日本等汽車工業(yè)也進入了應用汽車塑料燃油箱行列我國在“九五”期間由中國科學院化學研究所、北京化工研究院、齊魯石化公司、遼陽石化公司等完成了單層hdpe汽車燃油箱專用塑料的研制與開發(fā)。目前中國汽車塑料燃油箱材料與國外相比，還存在一定的差距，如表5。 表5 中國塑料燃油箱材料和外觀與同類產(chǎn)品性能比較3.15 汽車擋泥板擋泥板是汽車配套部件，是保

51、持車身整潔不可缺少的配件，塑料擋泥板使用熱塑性塑料合金較多。ici公司在maestro貨車上用夾心成型的玻璃纖維填充pp做擋泥板：法國atochem公司開發(fā)的papp合金是一種新的有競爭力的材料，其流動性能很像pp而價格又較便宜：basf開發(fā)了pappo共混物制擋泥板； 日本的bel和pao車都采用p a合金做擋泥板可在線涂覆，降低了成本。dow 公司的rim聚脲體系spectrimhf-85用在gm公司1990年的mini貨車上作前擋板，經(jīng)實驗證明，表面性能很好，比pu成型清晰度好。3 .2 塑料在未來汽車上的發(fā)展前景輕量化是當今汽車材料發(fā)展的主要方向。據(jù)分析，汽車的自身質(zhì)量每減少10%，燃

52、油的消耗可降低6%8%。根據(jù)最新資料顯示，國外汽車自身質(zhì)量同過去相比減輕了20%26%。預計在未來的10年內(nèi)，轎車自身重量還將繼續(xù)減輕20%。塑料及其復合材料是汽車的重要輕質(zhì)材料，它不僅可減輕約40%的零部件質(zhì)量，而且還可降低成本40%左右。據(jù)統(tǒng)計，世界汽車平均每輛塑料用量在2000年就已達105kg，約占汽車總質(zhì)量的8%1.2%。發(fā)達國家車用塑料的消費量的7%1.1%，預計不久將達到10%11%。另外，塑料在汽車上的使用已由內(nèi)裝飾件向結(jié)構(gòu)件、由結(jié)構(gòu)件向功能件發(fā)展，今后的重點方向是開發(fā)增強塑料、復合材料、高性能樹脂材料和塑料在汽車結(jié)構(gòu)件、外裝飾件上的用量；電動汽車是未來的發(fā)展方向，因其輕量化的

53、技術(shù)要求，增強塑料、復合材料和高性能工程塑料將成為電動汽車的優(yōu)選材料；通用塑料、普通工程塑料將向特種塑料、增強塑料、塑料合金和高性能復合材料發(fā)展。隨著人們環(huán)保意識的增強，未來采用聚烯烴、講解材料及其對環(huán)境友好的材料的比例會增加。在改性設備、改性技術(shù)部斷發(fā)展成熟的今天，我國改性塑料工業(yè)體系逐步完善。我國改性塑料產(chǎn)業(yè)及發(fā)展呈六大特點。一是通用塑料工程化。盡管工程塑料新品不斷增加，在不斷開拓應用領域，并由于生產(chǎn)裝置的擴大，成本逐漸降低，但是，在改性設備的發(fā)展、改性技術(shù)的進步，使得通用熱塑性樹脂通過改性不斷具有工程化特點，并且已經(jīng)搶占了部分傳統(tǒng)工程塑料的應用市場。二是工程塑料高性能話。隨著國內(nèi)汽車、電氣、通訊和機械工業(yè)的蓬勃發(fā)展，改性工程塑料的需求將大幅上升，各種高強度耐熱型工程塑料將得到廣泛應用。三是各種工程塑料低成本化。像聚苯硫醚（pps）、聚酰亞胺（pim）、聚醚醚酮（peek）、聚砜（psf）等高性能工程塑料，