Körülbelül 800 millió autó közlekedik a világon. Ha az autók iránti érdeklődés nem változik, számuk tovább növekszik, és 2030-ban az autók száma világszerte elérheti a kétmilliárdot - függetlenül attól, hogy akkor már benzinmotorral hajtják-e őket, vagy akkoriban egészen más.
A gépjárművekben alkalmazott műanyag alkalmazások hatalmas piacot képviselnek. A műanyagok és kompozitjaik jelenleg növekvő szilárdságot, kémiai és hőállóságot, valamint a napfénynek való ellenállást érik el. A műanyag azokban az autórészekben, ahol balesetben veszélyeztethetik a jármű utasait, törésállóak. Olyan műanyagokat adnak hozzá, amelyek késleltetik az égést vagy önoltóak.
Fémcsere
A modern autókban számos példa található arra, hogy az építőiparban műanyagokat használnak fémek helyett. A műanyag lökhárítók 10,4 kg-mal könnyebbek lehetnek, mint a hasonló fémtermékek. A motorban lévő műanyagok használata 4,2 kg-mal csökkenti a súlyát, a könnyű alumínium szívócsonk súlya 3 kg, míg ha poliamidból készül, a fele is Kevésbé. A műanyag kompozit üzemanyagtartály súlya akár 5 kg-kal is alacsonyabb lehet, mint egy hagyományos fémanyagokból készült tartály esetében.
Ezek az ábrák azt mutatják, hogy a műanyagok használata a járművek tömegének csökkentése érdekében, ha újrahasznosítható, a használt autók ártalmatlanításához kapcsolódó környezeti problémák megoldását is elősegítheti.
Az autóiparban közeleg az az idő, amely forradalmasíthatja az építőanyagok, különösen az újrahasznosítható műanyagok használatát. A környezetvédelmi szempontok mellett az ipar fő célja az autó tömegének csökkentése, miközben csökkenti az üzemanyag-fogyasztást és a károsanyag-kibocsátást. Az autók élettartama végén a nagy műanyag alkatrészek szétszerelhetők és újrahasznosíthatók. A használhatatlan műanyagokat speciális égetőművekben elégethetik, mert a fémekkel ellentétben ugyanolyan energiadúsak, mint a szén vagy az olaj. A műanyagokat erősen megterhelt biztonsági alkatrészek, például olajteknők, motorágyak és lökhárító szerkezeti alkatrészek gyártásához is fel lehet használni. A BASF számításai szerint a jármű tömegének száz kilogrammal történő csökkentése 0,4 liter/száz kilométerrel csökkenti az üzemanyag-fogyasztást. A műanyagokat ma már az autók teljes belső terének elkészítéséhez használják, például műszerfalakat, üléseket és belső kárpitokat. A műanyaggyártók előrejelzése szerint ezek az anyagok fokozatosan felváltják a fém karosszéria paneleket. A műanyagtervezők nagyobb tervezési szabadságot kapnak az autók tervezésével, mivel ezek könnyebben formálhatók, mint a fémek, és lehetővé teszik olyan összetett formájú karosszériák gyártását, amelyek fémes anyagokkal nem érhetők el.
Műanyagok - jövővel rendelkező anyag
A műanyagok feldolgozása alacsonyabb költségeket igényel. Már 200-200 ° C hőmérsékleten is feldolgozhatók
300 o C, míg az alumínium olvadási hőmérséklete meghaladja a 650 o C-ot, és az acél kettős olvadásponttal rendelkezik. A műanyagok használata ezért megtakarítja az energiaköltségeket a gyártásban, és energiát takarít meg az autó üzemeltetésében is, mivel a műanyagok könnyebbek, mint a fémek.
A műanyagok azonban nem pótolhatják az összes létező fém alkatrészt, különösen azért, mert nem rendelkeznek a szükséges szilárdsággal vagy hőállósággal, mint a fémek. Nehéz elképzelni, hogy műanyagból rendkívül mechanikusan megterhelt főtengelyeket vagy tengelytengelyeket állítanak elő, amelyek előállításához nagyon erős fémanyagok felhasználására van szükség. Továbbá az autó motorjai nem műanyagból készülnek, ill. azok a részek, amelyekben tüzelőanyagok égnek, és olyan részek, amelyek olyan katalizátor használatához kapcsolódnak, amelyben a szennyező anyagokat magas hőmérsékletnek kitéve eltávolítják a kipufogógázokból. A műanyagok azonban a legtöbb autóalkatrészben használhatók.
A műanyagok és kompozitjaik hatalmas súlycsökkentési lehetőséget kínálnak az autóipari alkalmazásokban. A szálas műanyag kompozitok általában 25–35 százalékkal könnyebbek, mint ugyanazok az acél alkatrészek. A járművek üzemi tömegének csökkentése fontos lépés a szén-dioxid-kibocsátás csökkentése felé. A világ gyártói autóinak belső felszerelései tartalmaznak olyan üléseket is, amelyek teljesen műanyagból készülnek. Például az Opel Insignia OPC üléseit kizárólag műanyagokból fejlesztették ki. Ezek az ülések, amelyek nem rendelkeznek acélvázzal, kétféle műanyagból készülnek - nejlon (poliamid) és PP (polipropilén) hab.
A polimer kompozitok autóépítésben történő felhasználásának másik példája a Bugatti Veyron 16.4 Grand Sport, amely a nagy tömegű műanyag kompozitok könnyű tömegének köszönhetően akár 407 km/h csúcssebességet is elér. A műanyagokból a polikarbonátot (PC) használják a járműüveg gyártásához, a szélvédőket plexiből (PMMA) gyártják. A polifenilén-oxidot (PPS) az autó motorvezetékeinek hőfeszültségű alkatrészeinek gyártásához használják. Üvegszálerősítésű poliamidot használnak anyagként a gépjárművek szívócsöveinek gyártásához. A Volkswagen autók keresztirányú tartóit üvegszállal töltött poliamidokból is gyártják, súlyuk akár 50 százalékkal csökken az egyenértékű alumínium termékekhez képest.
A szinte teljesen polimer kompozitokból készült autó példája a Hamann által módosított Cayenne Turbo. A szokásos Cayenne Turbo maximális teljesítménye 500 ló, de a Hamann változat 50 lóerővel erősebb. Ennek az autónak a nyomatéka 700 N.m. A Cayenne Turbo új első lökhárítót vásárolt, amely teljes egészében szénpolimer kompozitokból készült.
Ennek az autónak a súlycsökkenése miatt a motor fajlagos teljesítménye is megnőtt, ami lehetővé teszi az autó maximális sebességének elérését 300 km/h-ra.
SZÖVEG Igor Novák, SAS Polimer Intézet, FÉNYKÉP szerkesztőségi archívum