從垃圾垃圾到商用汽車零件：汽車大孩子們都在行動！

福特汽車公司研究團隊的一些成員目前正在研究涉及生物聚合物，天然纖維增強材料的新應用，并為以前用作廢物的材料帶來新的生命。左起：首席研究科學家Alper Kiziltas博士擁有一個由玻璃纖維增強PCR PP和PA6 / 6制成的風扇。他旁邊是一個覆蓋著生物基PET面料的座椅;研究工程師丹弗蘭茲（Dan Frantz）持有一個墊在座椅上的大豆基聚氨酯泡沫塊;高級技術總監Debbie Mielewski博士持有咖啡渣和由PP填充碳化咖啡渣形成的頭燈外殼;研究工程師Cindy Barrera-Martinez博士持有竹竿和生物基聚氨酯發動機罩，再生輪胎橡膠，站在由纖維素/ LFT混合復合材料制成的控制臺基板后面;博士后研究員Sandeep Tamrakar博士持有纖維素/ LFT雜化復合閾值防護裝置; Golam Rasul博士，博士實習生，持有由洋麻纖維增強PP制成的門墊（圖片來自福特汽車公司）。

在許多行業中，“垃圾進，垃圾出”是一個道理 - 如果您輸入的是低質量或低價值，那么您的最終產品也可能是。然而，汽車工業通過重復使用通常被認為無用的廢物并在已經在路上的汽車中使用這些部件來制造功能性，美觀和有價值的汽車部件。因此，上述“真相”被遺忘。通過這種方式，汽車公司正在防止廢物進入垃圾填埋場和河流，并為貧困社區提供就業機會。人們帶來了額外的收入，同時也降低了汽車零部件的重量和成本，穩定了長期的材料價格，實現了汽車的綠色制造。這是另一句話：一個人的垃圾將成為另一個人的財富。有用的廢物許多重復使用的廢物是食品生產中的農業副產品。它們通常是作物的外皮，例如番茄皮生產中留下的番茄皮，或龍舌蘭酒生產中留下的龍舌蘭纖維。這些不可食用的皮（通常來自種子）是植物的一部分，既不可堆肥也不可堆肥，很難用作動物的休息用品。由于缺乏實用性，這些皮膚會積聚成可怕的垃圾，如果長時間忽略它們，它們將對健康和安全構成威脅。然而，現在證明這些纖維鞘可用作各種復合材料中的天然纖維增強材料。福特汽車公司可持續材料研究高級主管Debbie Mielewski博士說：“人們并不了解天然纖維是一種輕質替代品。 

“他們認為天然纖維僅適用于綠化產品，因此他們正在尋找更昂貴的材料。減輕汽車的重量，如碳纖維。但在福特，我們相信我們可以使用天然纖維來減輕汽車重量幾十英鎊。這些天然纖維不僅是豐富且幾乎無處不在的當地資源，而且我們的研究表明它們非常擅長吸收沖擊能量，遠遠優于玻璃纖維。此外，天然纖維比玻璃纖維更容易回收。它們就像玻璃一樣，在加工過程中往往彎曲而不是斷裂，所以不需要減少它們。對再生材料性能的期望。它們也更靈活，更容易彎曲，比使用玻璃纖維更容易實現各向同性設計。儀表。應變百分比（左）和應力百分比（右）與乙烯基酯樹脂中使用的每單位體積玻璃，大麻和纖維束纖維的能量耗散相比，表明天然纖維處于較低應力狀態。能量消散低于應變高于玻璃纖維的能量，這證明天然纖維在更高的應變速率下提供更好的能量吸收（圖片來自福特汽車公司）。出于這個原因，福特率先。毛拉克萊斯勒早在21世紀初實施“在汽車零部件中使用許多天然纖維產品”就不足為奇了。然而，前戴姆勒克萊斯勒主要用于洋麻，亞麻，劍麻等來源，與黃麻和其他植物的內皮/韌皮部的傳統堅韌纖維不同，福特有辦法找到以前從未使用過的纖維。 Mielewski表示，事實上，福特的愿景是在當地生產廠附近提供任何自然資源，以降低成本，減少全球天然纖維運輸的碳足跡。例如：?墨西哥工廠使用龍舌蘭酒生產的龍舌蘭纖維; ?在亞洲生產汽車零部件時使用竹纖維; ?在北美工廠使用西紅柿生產剩余的番茄醬據說汽車制造商甚至正在研究使用從退役貨幣中提取的蒲公英，藻類和耐用的亞麻/棉混紡。

去椰子殼似乎是增強汽車零件的一個奇怪的選擇，但事實證明，在熱帶巨蟹座和摩羯座之間，椰子產品非常豐富，并且由于季節，物種和土壤，它們在這個地理區域的表現不會變得不一致。在加工廠，一旦椰子肉精制而且椰子奶，剩下的椰子殼及其外殼（椰子殼）纖維）會堆積如山，因為村民通常沒有能力處理它們。不幸的是，椰子殼是不可食用的，不能用作動物或人類床，不易燃燒，堆肥很慢。但積極的一面是250μm椰殼的直徑遠大于其他大多數天然和合成纖維，這有助于賦予復合材料更好的抗彎剛度，強度和韌性。該纖維具有高木質素含量并且本身具有阻燃性。它可以防止昆蟲和微生物，減少氣味。在潮濕條件下也難以溶脹。此外，椰子殼可以研磨成細粉，作為礦物填料（如塑料和復合材料中使用的滑石）的較輕，磨損較少的替代品。福特與美國的Essentium Materials LLC等供應商合作，從2012款福特?？怂辜冸妱悠嚕˙EV）開始，開發了許多椰殼纖維和椰殼粉的應用。該公司將椰子纖維與聚丙烯（PP）纖維混合，將其梳理和針刺以形成非織造氈。然后將氈切割并粘貼到紙板（其本身含有再生纖維）上。接下來，它夾在再循環的A面地毯和B面聚酯織物之間，以產生承重地板/包裝，用于覆蓋（但允許進入）也在行李箱中的車載電池組。消費產品組合提供穩定的表面。這種多孔氈芯重量輕，剛性好，可吸收車內噪音。該汽車制造商還用來自廢舊輪胎碎片的橡膠混合物研磨椰子殼，生產出熱塑性彈性體（TPE），然后注塑成2013款福特F-250 Super Duty皮卡的結構護罩。 。與以前的礦物增強材料制成的類似部件相比更輕，更低成本，減少模具磨損。 2015年，福特將椰殼粉末與美國Milliken＆Co。提供的切碎電池盒和鎂硅纖維相結合，并在Ford Mustang跑車上成型熱塑性聚烯烴（TPO）行李箱蓋貼紙?？蚣芎蛡乳T覆層，這種有趣的材料組合可降低密度和壁厚，縮短成型周期并降低成本。