近期,万众瞩目的小米 SU7 Ultra 正式发布,除了其智驾功能以及在上赛超越保时捷的圈速等亮点外,这款国产 “新豪车” 在新材料的高端配置上也备受关注。其中
一大亮点是全车使用了
5㎡豪车配置
的Alcantara超细纤维面料,而这一100%意大利制造的品牌是
由日本化工巨头
东丽
持有70%的股份。
维基百科显示,Alcantara由约
68%聚酯纤维
和
32%聚氨酯
组成,该材料的外观和触感类似于绒面革,与东丽另一款名为Ultrasuede的产品基于相同的技术。
这一点,我们在东丽官网看到,该公司的确将上述两类材料同归为
具有绒面革纹理的超细纤维面料
一类,其
产能分别是Ultrasuede-1000万平方米/年;Alcantara-1200万平方米/年。
什么是PU超纤革?
1966年,随着扫描电子显微镜(SEM)的引入,日本东丽开始致力于对真皮微
观结构的
研究和模仿,并以聚氨酯(PU)/超细纤维(MF)复合材料为基材,研发了超纤革,1970年海岛型超细纤维工业化技术确立,开
创了合成革工业史上的新革命,
PU/MF超纤革
成为了继PVC革、普通P
U革之后的创新型第三代合成革。
*海岛型是指的一种特定的MF纺丝成型工艺,这种工艺属于熔融纺丝法,
生产的是双组分超细纤维,
而根据该纤维成品的截面形态,除
海岛型
,
熔纺双组分超细纤维还包括桔瓣型。双组分超细纤维比单组分超细纤维性能更好,
具有优异的力学性能、良好的
吸水性、较大的比表面积和可规模化生产等特性。
由于这一产品是在充分剖析天然皮革微观结构的基础上加工制成的,所以不论是在外观、结构还是性能上它都与天然皮革相似,此外,
与天然皮革相比,超纤革在厚度均匀性、耐霉菌性、材料利用率和成本等方面更具有优势。
从外观上来看,超纤革主要分绒面和光面两类,
绒面超纤
具有高端大气的绒感风格,光面超纤的力学性能可以媲美真皮。而目前,
国内车用超纤革市场主要还是被日本东丽以及其控股公司
意大利
Alcantara
等进口厂商占领
,国产替代空间广阔。
红旗的国威、国耀两款车采
用了Alcantara的高端内饰
从材料端看,这种PU/MF复合材料
的生产过程通常是通过压轧将聚氨酯乳液浸渍到基布的间隙中,利用聚氨酯的黏附结构,获得类似天然皮革的质感,含浸工艺及其所用的
聚氨酯性能决定了超纤革的品质
。
具体来说,PU超纤革是
由三维交织的MF和具有微孔结构的PU填充体复合而成,随着PU在纤维间的填充、
海岛纤维进一步超纤化(开纤),逐步形成了以PU为填充体,超细纤维为骨架的三维网状结构。而PU填充的的开孔度以及其与MF之间的离型度都将影响这类复合材料的最终性能。
以聚氨酯这一原料来说,
目前超纤革在这一方向的研究
主要从聚氨酯浆料的环保安全性以及
耐水性
等角度入手。
环保方面,溶剂型聚氨酯湿法凝固的浸渍复合法,虽然可以得到性能优良的超纤革布,但是这种方法存在一些问题,比如采用大量的二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂,不仅污染环境,而且会在成品中残留导致产品安全问题,所以采用相对环保的
水性聚氨酯(WPU)
替代溶剂型PU,是目前
这种高端复合材料的主要研究和发展方向。
不过,WPU材料众多,性能各异,不同性能的水性聚氨酯对产品质量有很大的影响,而浸渍后的超纤革
后续
流程中的开
纤、染色等工序对WPU
的
耐水、耐温、耐碱、耐酸
的稳
定性等方面均有较高要求。
目前,WPU/
MF
超纤革在
生产质量稳定性方面面临巨大考验,这也是其
尚未大规
模取代溶剂型PU/MF超纤革
的根本原因。
耐水性方面,目前有研
究者以
聚
己内酯二醇等合成了一种
阳离子水性聚氨酯
环保涂
层,
试验分析,该涂层的耐水性和抗热分解
性能均优于一般超纤革聚氨酯涂层
。
据了
解,
目前,聚氨酯是
第
二
大汽车用塑料
,
汽车用塑料材料主要品种和用量占比
分别为:聚丙烯(37%)、
聚氨酯(17.3%)
、 ABS共聚物(12.3%)、复合材料(11.5%)、高密度聚乙烯(10.8%)。
应用方面
,聚氨酯材料在
在汽车内饰、
减震、密封件、
粘结剂、车衣等方面
发挥着重要作用。
具体来看:
聚氨酯泡沫材料
在聚氨酯产品中占比最大主要分为软质聚氨酯泡沫,硬质聚氨酯泡沫。
软质聚氨酯泡沫
不仅回复弹性极佳、触感松软、化学稳定性良好,耐油耐溶剂,而且还具备优秀的加工性、绝热性、黏合性等优异性能,它还是一种性能优良的缓冲材料,被应用于汽车的坐垫、靠背、足垫、头枕和其他汽车内饰件等;
硬质聚氨酯泡沫
质量轻,附着
性好,比强度高,吸引降噪性能好,可以非常好的应用在汽车的隔热,密封,消音等方面。
在汽车走向轻量化的时代,
聚氨酯弹性体材料(TPU)
在汽车领域的应用越发广泛。TPU也被称为聚氨酯
橡胶,
与一般的金属材料相比,其质量更轻;与橡胶相比,其
耐磨性、耐腐蚀性、耐臭氧等性能更加优异,不
易损坏。
所以多地被应用于
各种汽车联
轴节的轴套与垫圈、液压气动部件、悬挂减震隔膜、减震器等。同时,
TPU还可与
其他塑料或橡胶复合使用,用于汽车保险杠、安全气囊、防尘罩等部件。
聚氨酯涂料
凭借其良好的耐腐蚀性、
耐磨性、高弹性等优异的性能在汽车工业中的应用范围很广,与PU/MF超纤革一样,其一大发展方向就是绿色环保。
聚氨酯涂料在汽车上的应用有
例如耐腐蚀涂料,用于发动机等半成品的涂
料以及其他的一些特种涂料等,其中广为熟
悉的就是汽车车身涂料。
在汽车生产过程中,为了将各种金属框架,塑料,汽车零部件等拼接在一起,常常需要使用胶粘剂和密封胶。而
聚氨酯胶黏剂
对多种基材(如金属、塑料、织物、玻璃等)有极好的黏结性,并能常温固化以及一些特殊的优点,如极好
的耐寒性、耐性、耐油性等,
广泛应用于装配车窗玻璃、车身板件等方面。
聚氨酯还可以用于制造特殊
要求的
齿轮和轴承
。
对于一些需要特定的传动系统
如低速、轻载且减震,聚氨酯齿轮和轴承是一种很
好的选择。
聚氨酯凭借减轻重量、提高燃油经济性、
良好的隔声性、极大的乘客舒适度和高耐腐蚀性来
帮助提供更好的汽车行
驶距离。就舒适度而言,在汽车、火车等车辆的减震系统中,聚氨酯减震器是重要的组成部分。另外,
聚氨酯材料
在汽车轮胎中的应用也是非常广泛的。
目前,全球范围来看,德国、日本在汽车中使用的塑料制品量大幅领先其他国家,德国每辆
汽车平均使用塑料近300kg,日本每辆汽车平
均使用塑料100kg,相比较而言,我国每辆汽车使用塑料制品最多的也仅有70kg,
与发达国家存在较大的差距,车用塑料未来还有很大提升空间。
对于聚氨酯这类需求量较高的高性能材料来说,
随着汽车行业对材料的要求日益多样化,
未来往高安全,高环保,高智能化的方向发展是必然的趋势。
近日,
万华化学
的一项关于
自修复聚氨酯涂层
的发明专利引发行业关注,该专利(专利号:202411803067.9)有望为汽车、航空航天、建筑领域所需要聚氨酯涂层的自修复技术带来新突破。
来源:各公司官网、中国学术期刊、陕西科技大学、中国皮革等