الیاف بامبو، مواد پایه-گیاهیِ اتومبیل را تقویت می کند

شرکت موتورهای میتسوبیشی، مواد کامپوزیتی رزینی ابداع کرده است که به وسیله الیاف بامبو تقویت می شوند و قابل کاربرد در فضای درونی اتومبیل هستند.

این خبر در هفدهمین بازار مواد پلیمری اعلام شد که در تاریخ ۲۷ و ۲۸ نوامبر ۲۰۰۸، از سوی انجمن علم پلیمر ژاپن و در مرکز کنگره بین المللی هیروشیمای ژاپن در شهر هیروشیما برگزار شد.

این نخستین بار است که الیاف بامبو به عنوان موادی کاربردی در اتومبیل مورد استفاده قرار گرفته‌اند. شرکت میتسوبیشی با به کارگیری مواد پایه-گیاهی، به کاهش تولید CO₂ کمک کرده است. میتسوبیشی اظهار داشته است که هدف از این کار توجه به جرم اتومبیل، تولید مواد جدید، و «قصد کاهش هزینه بیشتر تا ۱.۵ برابر مواد موجود» بوده است.

به منظور فرآیند کردن و تبدیل بامبوها به الیاف، آنها را به صورت طولی به چهار نوار تقسیم می کنند و اتصالات آنها حذف می شود، سپس با استفاده از ماشین خاصی (که نوع آن اعلام نشده است) آنها را خرد و فشرده می کنند.

روش خرد کردن موجود، شامل دمیدن هوا یا بخار می شود (بخار داغ برای نرم کردن الیاف به کار می رود). با این حال، الیاف به دست آمده از این روش ها قابل کاربرد در اتومبیل نیستند زیرا اسید استیک، اسید فرمیک، آلدهید و VOC (مواد آلی فرار) تولید می کنند. ضمناً بنا بر اظهارات شرکت میتسوبیشی، الیاف فرآیندی با روش جدید هیچ یک از این مشکلات را ندارند.

شرکت میتسوبیشی آمیزه‌های کامپوزیتی را با استفاده از الیاف بامبو و به کارگیری روش جدید و با دو نوع رزین تولید کرده است: ۱) ررزین PBS (پلی بوتیلن سوکسینات)، و ۲) رزین پلی یورتان. هر دو رزین حاوی مقادیر قابل توجهی از مواد پایه-گیاهی هستند.

رزین PBS (1) از طریق پلیمریزاسیون تراکمی و آب زدایی مستقیمِ سوکسینات اسید تولید شد. خود سوکسینات اسید هم از تخمیر شکر یا نشاسته، و ماده نفتی ۱و۴- بوتان دی اُل به دست می آید. الیاف بامبو و الیاف PBS به هم پیچیده می شوند تا نمدی را تشکیل دهند که پس از آن پرس داغ می شود. بنا بر گفته شرکت، نسبت وزنی مواد پایه-گیاهی حدود %۸۳ است.

اثبات شده است که خواص این ماده کامپوزیتی، نیازهای مواد صنعت اتومبیل را برآورده می‌سازد. بنا بر اظهارات شرکت میتسوبیشی، این ماده در عمل در تزیینات درب عقب اتومبیل، بر روی خودرو الکتریکی «iMiEV» به کار گرفته شد که برای شرکت‌های توان ژاپن و به عنوان تحولی در وسایل نقلیه در فوریه ۲۰۰۸ ساخته شده بود.

با این حال، چندین مشکل در این ماده وجود دارد: نخست، بازدارنده‌های هیدرولیز، که علی رغم گران بودن به دلیل ناپایداری هیدرولیزی این ماده باید افزوده گردد. دوم، به دلیل مقاومت حرارتی پایین، نمی توان آن را در تمام قطعات اتومبیل به کار برد (دمای انحراف تحت بار آن برابر °C 109 می باشد). شرکت گفته است که امکان استفاده از این ماده برای تولید انبوه خودرو «iMiEV» مورد مطالعه قرار گرفته است.

برای رزین (۲)، پلی یورتان معمولاً از طریق واکنش جزء پلی اُل و جزء ایزوسیانات تولید می‌شود. ولی شرکت میتسوبیشی، بخش اعظم جزء پلی اُل را با پلی اُل روغن کرچک و گلیسیرین روغن نارگیل جایگزین کرد تا پلی یورتان تولید کند.

رزین مَحمِل برای تشکیل یک نمد، به الیاف بامبو افزوده شد. سپس این نمد در قالبی فلزی قرار گرفت و از طریق تزریق اجزاء پلی اُل و ایزوسیانات با استفاده از یک قالبگیری تزریقی واکنشی سخت شد. بر اساس گفته شرکت، نسبت مواد پایه-گیاهی حدود %۶۰ است.

دمای انحراف تحت بار این ماده کامپوزیتی برابر °C 193 است. با این حال، به دلیل هزینه تولید بالاتر آن نسبت به کامپوزیت PP (پلی پروپیلن) -که بنا بر اظهارات شرکت، معمولاً به خاطر سرعت تولید کم- در وسایل نقلیه به کار می رود، پیشرفت‌های بیشتر ضروری است. در برنامه است که این ماده به عنوان ماده پایه تزیینات در اتومبیل، تخته پشت صندلی ها، و تخته سقف به کار گرفته شود.

با عنایت به کاهش انتشار CO₂، ماده کامپوزیتی ساخته شده از الیاف بامبو و رزین PBS، در مقایسه با رزین های PP موجود پایه-نفتی، به کاهش ۵۱ درصدی انتشار CO₂ (از مجموعه مواد خام تا دفع پسماندها) دست یافته است. همین طور بر اساس محاسبات شرکت موتورهای میتسوبیشی، ماده ساخته شده از الیاف بامبو و رزین یورتان پایه-گیاهی، موجب کاهش حدود %۲۸ شده است.