豐田車體開發納米纖維素增強聚丙烯材質的蜂窩結構板材

 

       該新型蜂窩板材料是使用了添加了占總質量的20%的CNF（納米纖維素材料）的聚丙烯（PP），構成所謂的CNF增強PP復合材料。CNF是由紙漿做出來的，很難直接跟PP混合在一起，這是因為紙漿的表面的羥基會阻礙跟PP的相容性。而豐田車體公司通過疏水話處理，大大減少了紙漿表面的羥基，進而將進行這個化學處理的紙漿跟PP共擠混煉，進而將紙漿纖維解開（解纖）。從而制造出直徑為幾個納米到500納米的CNF，而且這些納米纖維素是均勻分布在pp樹脂內。最終將這些CNF增強PP注塑加工成塑料顆粒。

       利用該材料良好的流動性注塑得到的蜂窩板，其構造是是由上下兩面的片材中間夾著若干六角形狀的單元的集合。CNF增強PP的加工性能也非常優異。既適合制造蜂窩結構的真空成型法，也適合制造片材以及薄膜的擠出成型法。蜂窩結構跟上下的片材結構是熱熔接方式接合在一起。除了真空以及擠出成型，該CNF增強PP同樣可以用于注塑成型方法加工。

 

       CNF增強PP的比重是1（跟水一樣），而滑石粉增強PP的比重是1.1。制造同樣形狀（也就是體積大小一樣）產品，可以實現10%輕量化。

 

       與此同時，CNF增強PP在強度，剛性以及耐熱性方面均優于滑石粉增強PP。CNF增強PP的拉伸強度是47MPa，作為剛性指標的彎曲彈性率是3900MPa，作為耐熱性指標的負重彎曲溫度是133℃。而滑石粉增強PP的這三項指標分別只有29MPa，3100MPa，129℃。

 

       該產品是希望能應對有剛性以及耐熱性要求的功能零件的輕量化訴求。比如說在車燈底座（LAMP HOUSING）以及電池托架等注塑件上考慮替換。

 

       豐田車體已經確認完該CNF增強材料的基本物性，具體量產時間亦被放上議事日程。