汽车材料回收再利用报废汽车塑料回收

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1、第五章 报废汽车塑料的回收 5.1 车用塑料简介 19世纪60年代，塑料用在汽车内饰 19世纪70年代，能源危机使汽车制造业大 量采用塑料 19世纪80年代后，汽车零件塑料化，出现 了塑料覆盖件、塑料功能件和结构件。 5.1.1 塑料汽车制件的优缺点 （1）轻量化是汽车业追求的目标，塑料在 此方面可以大显其威。 （2）塑料成型容易，塑料使车身造型及结 构设计有较大的选择余地，能制造出形状 复杂的制件，以满足不同造型的要求。 （3）塑料制品的弹性变形特性能吸收大量 的碰撞能量，对强烈装机有 较大的缓冲性 ，对车辆和乘员起到一定的保护作用。 （4）一般的塑料对酸碱盐、有机溶剂等化 学溶剂有良好的抗

2、腐蚀能力，用塑料做车 身覆盖件十分适宜在污染较大的区域中使 用。 （5）多特性 （6）塑料通过添加色剂可产生不同的色彩 效果。 5.1.2 塑料种类及其在汽车上的应用 塑料 热固性塑料 热塑性塑料 （按树脂的 受热情况分） 聚合树脂+添加剂 有重复加工性 注射、基础、吸/吹 塑 缩聚树脂+添加剂 不具有重复加工性 压缩、压注、注射等 塑料 热塑性塑料 热固性塑料 酚醛树脂PF 脲醛树脂VF、环氧树脂EP 不饱和聚酯UP、聚氨酯PU 硅树脂等 通用塑料 聚丙烯PP、聚乙烯PE 聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS 聚甲烯丙烯酸甲酯PMMA 工程塑料 通用工程塑料 高性能工程塑料 ABS树脂、AS树脂 聚

3、酰胺PA、聚甲醛POM 聚碳酸酯PC 改性聚苯醚MPPO 热塑性聚酯PBTP、PETP 聚苯硫醚PPS 聚芳酯PAR、液晶高分子LET 聚砜PSU、聚醚砜PES 聚醚醚酮PEEK 热塑性聚酰亚胺PI 聚醚酰亚胺PEI 聚酰胺酰亚胺PAI 最早用于汽车上的塑料使热固性塑料如粉拳，主要用作电器绝缘及点火系统，其后是用于内饰材料的 聚氯乙烯和聚氨酯。 汽车上所用塑料消费量排序依次是：聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚氨酯（PUR）、 不饱和聚酯（UP）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS）、酚醛树脂（PF）、聚乙烯（PE）、 聚酰胺（PA）。 纤维增强复合材料用量在增加。 塑料在汽车上的应

4、用由以内饰件为主转向外饰件和功能结构件。 几种主要车用塑料 5.1.2.1 聚烯烃 聚烯烃热塑性弹性体（TPO）高温下可以 像热塑性塑料一样加工，而在常温下又呈 现橡胶弹性，且具有价格低、密度小、弯 曲弹性模量高、低温抗冲击性能好、流动 性好、易加工和可重复使用等特性。 1.聚乙烯（PE） 聚乙烯塑料具有强度高、耐高温、耐磨、耐蚀、电 绝缘性能好等特点，主要用于制造燃油箱、挡泥 板、转向盘、各类液体储罐、车厢内饰件和衬板 等。 国内许多轿车已采用多层复合聚乙烯塑料燃油箱， 如上海通用汽车公司生产的别克型轿车和7座小面 包车，一汽大众开发的C5型奥迪轿车和上海大众 开发的B5型桑塔纳轿车。 2.

5、聚丙烯（PP） 聚丙烯塑料是汽车零部件制造中用量最大 的热塑性塑料，仅北美每年的用量就达到 27万t。 聚丙烯主要用于车身内饰件、通风取暖系 统的配件、发动机有关部件及外装件，如 汽车转向盘、仪表盘、前后保险杠、冷却 风扇、蓄电池壳、暖风管道等。 国内先后为切诺基、大众、夏利、桑塔纳 、富康等车型配套研制开发了多个牌号的 汽车保险杠PP专用料。 3.聚氨酯 聚氨酯不同密度的软泡制成舒适的座椅、隔热减 震地毯；半硬泡聚氨酯制成安全的仪表板；硬泡 聚氨酯被冷藏车广泛的应用于车厢板的隔热保温 层；热塑性聚氨酯制成三明治板车顶篷；自结皮 聚氨酯制成手感良好汽车方向盘；聚氨酯弹性体 制成汽车挡泥板、轴套

6、、止回缓冲弹簧、输油管 、油封；聚氨酯涂料是当前轿车所采用的高档油 漆，脆性小、弹性好；聚氨酯胶黏剂广泛的应用 于汽车挡玻璃粘结上，应用于汽车点焊及密封上 ，及环保又安全。 5.1.2.3 工程塑料 1.ABS 用于制作方向盘、挡泥板、仪表板等零件 。 2.尼龙-聚酰胺（PA） 尼龙主要用于汽车发动机部件。进气歧管 是改性尼龙在汽车中最为典型的应用。 发动机盖、发动机装饰盖、汽车头盖等部 件也将改性尼龙作为首选材料。 3.聚甲醛（POM） 非常适合制造汽车用的汽车泵、汽化器部 件、输油管、动力阀、万上节轴承、马达 齿轮、曲柄、把手、仪表板、汽车窗升降 机装置、电开关、安全带扣等。 4.聚碳酸酯

7、 改性PC由于具有高机械性能和良好的外观，在 汽车上主要用于外装件和内装件，用途最为广泛 的是PC/ABS合金和PC/PBT合金。 （1）汽车内装件 PC/ABS合金是最适合用于汽车 内装件的材料。 PC/ABS合金还用来制造汽车仪 表板周围部件、防冻板、车门把手、阴流板、托 架、转向柱护套、装饰板、空调系统配件等汽车 零部件。 （2）汽车外装件 PC/PBT合金和PC/PET 合金既具有PC的高耐热性和高冲击性，又 具有PBT和PET的耐化学药品性、耐磨性和 成型加工性，因此是制造汽车外装件的理 想材料。 5.聚苯醚（PPO）、热塑性聚酯（PET、 PBT） 改性PPO在汽车上主要用作对耐热

8、性、阻 燃性、电性能、冲击性能、尺寸稳定性、 机械强度要求较高的零部件。 6.高性能工程塑料 聚酰亚胺（PI）用于制作与汽车发动机、变 速箱有关的功能件。 聚醚砜（PES）和聚砜（PSU）用于汽车 轴承保持架、传动轴、衬套等制造。 聚氨酯用于汽车密封件、减震件等。 5.1.2.4 纤维增强塑料复合材料（ FRP） 1.玻璃纤维增强塑料（GFRP） 2.碳纤维增强塑料（CFRP） 5.2 国内外车用塑料的使用现状 5.2.1 国外车用塑料的使用现状 减轻汽车重量 5.2.2 国内车用塑料的发展 我国汽车用塑料的发展经历了3个阶段 国内存在的主要问题 （1）轻量化于环保是当今汽车材料发展的 主要方

9、向。 （2）各种材料在汽车上的应用比例正在变 化，尽管近阶段钢铁材料仍保持主导地位 。 （3）轻量化材料技术与汽车产品设计、制 造工艺的结合将更为密切，汽车车身结构 材料将趋向多材料设计方向。 5.2.3 塑料在汽车中的发展趋势 （4）更加注重汽车材料回收的科学技术和 实际应用。 （5）电动汽车、代用燃料汽车专用材料以 及汽车功能材料的开发和应用工作不断加 强。 5.3 报废汽车上塑料零部件的回收 5.3.1 汽车废旧塑料回收利用现状 5.3.1.1 国内外汽车旧塑料零部件回收处理方法 1.国外 国外回收利用方法主要包括分类回收、燃料利用 热能、制取单体原材料、生产清洁燃油和用于发 电等，并通

10、过一定的清洁装置，将不能利用的废 气和废渣进行清洁处理。 汽车废旧塑料的回收、再生与利用技术，在国外 已成为一个热点并逐步形成为一种新兴的产业。 2.国内 5.3.2.1 各种处理方法的比较 5.3.1.3 塑料回收存在的主要问题 （1）塑料回收是不瀑布式的 （2）汽车上塑料种类较多，零件数目大， 且很多为小零件，零件拆下之后，难以分 类，这给回收带来很大困难。 5.3.1.4 解决方法 1.塑料零部件的可拆卸设计 2.集中选择少数几种车用塑料种类 3.加强政府作用 4.加大相关技术的研究 5.3.2 各汽车塑料部件及其回收 5.3.2.1 汽车内饰件及其回收 1.仪表板 仪表板 硬质仪表板

11、软质仪表板 为了便于回收，正在发展热塑性聚烯烃表皮（TPO）、 聚丙烯骨架和聚丙烯泡沫塑料组成的仪表板。 欧宝VETRA轿车上已装用TPO仪表板皮50万套。 2.门内板 门内板由骨架、发泡材料和表皮构成。以 红旗轿车和奥迪轿车为例，门内板的骨架 部分由ABS注塑而成，再把衬有PU发泡材 料的针织涤纶表皮以真空成型的方法复合 在骨架上形成一体。最近开发成功低压注 射-压缩成型方法，是把表皮材料放在还未 凝固的聚丙烯毛坯上，经过压缩层压成为 门内板。中低档轿车的门内板可用木粉填 充改性PP板材或废纤维层压板表面复合针 织物得简单结构，即没有发泡缓冲结构。 3.座椅 座椅上使用的塑料材料主要有表皮、

12、骨架 和缓冲垫。表皮材料可选择PVC人造革、 各种化纤纺织品、真皮和人工皮等。座椅 缓冲材料为模压发泡的软质高弹性聚氨酯 （PUR）材料制造。座椅的骨架材料逐渐 用GMT材料取代钢铁材料。 聚氨酯的回收利用主要有原料回收、机械 回收和能量回收。 1）原料回收 原料回收是将PUR材料降解成低相对分子 质量的成分，再结合成相同或不同类型的 高相对分子质量的材料。 （1）合成气生产 用这种方法回收，所有的塑料零部件都可 以和车体一起粉碎，无需额外的拆卸费用 ，然后将废料作为固体有机原料加到原材 料回收过程中最终转化为合成气。 （2）化学分解法 化学分解法是一种降解聚合物的方法，这 种方法适用于聚氨酯

13、和其他聚合物如聚酯 和聚酰胺的回收。用这种方法，聚合物长 分子链被打断成短链，然后再进行交联。 （3）在鼓风炉中用作还原剂。 废旧塑料片在冶炼鼓风炉中可以作为还原 剂使用以减少氧化铁的生成。 2）机械回收 机械回收主要是将其作为填料或者是利用 热压成形法将PUR废料压制成成品或半成 品，并应用于对断裂伸长率及表面性能要 求不高的领域，如车轮罩、挡泥板等客车 部件。 3）能量回收 能量回收就是将PUR废料粉碎成细粒，作 为燃料代替煤、油和天然气回收能量。 5.3.2.2 汽车外饰件及其回收 1.保险杠 汽车塑料保险杠首先采用PP/EPDM材料。 2.塑料车身外板 行李箱盖、后举升门等采用了SMC材料， 我国一些汽车制造厂有意在发动机罩、后 端门、门外板、叶子板上都采用SMC。 SMC回收方法有以下几种： 机械式回收 化学热分解法 用作新产品的填料 3.灯类 前大灯多数采用表面涂敷硬膜的PC。前大 灯反射镜壳采用BMC、PPS、PC、PBT等 制成。后排指示组合灯，灯罩材料为PMMT ，灯壳为填充改性PP。 3.前格栅、后挡板等 5.3.2.3 汽车功能与结构件的回收 1.散热器水室 2.燃油箱