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近年來(lái)，全球汽車(chē)節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)日益提高。隨著節(jié)能環(huán)保技術(shù)和輕量化技術(shù)快速發(fā)展，綠色汽車(chē)和節(jié)能減排已成為汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的主題之一，汽車(chē)工業(yè)呈現(xiàn)環(huán)保化輕量化的趨勢(shì)。

汽車(chē)輕量化材料包括高強(qiáng)度鋼、輕質(zhì)合金及高分子復(fù)合材料，在整個(gè)汽車(chē)制造中占比10%~15%。其中，由于密度低、性能優(yōu)異、加工簡(jiǎn)易及可回收，“以塑代鋼”的輕量化高分子復(fù)合材料得到業(yè)界高度重視，已成為汽車(chē)零部件行業(yè)升級(jí)的重要方向。輕量化材料每替代金屬材料10%，車(chē)輛可整體減重5%，縮短慣性帶來(lái)的制動(dòng)距離，提高車(chē)輛的駕駛安全性及操作性能、加速性能，減少車(chē)輛排放，展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。

本版專題介紹汽車(chē)輕量化材料的發(fā)展?fàn)顩r及中國(guó)石化的貢獻(xiàn)，敬請(qǐng)關(guān)注。

新聞會(huì)客廳

嘉賓：集團(tuán)公司石油化工領(lǐng)域首席專家 梁愛(ài)民

單位：北京化工研究院

問(wèn)：汽車(chē)行業(yè)為什么要使用輕量化材料？

答：截至今年6月底，全國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)保有量達(dá)4.26億輛，其中燃油車(chē)3.28億輛、新能源汽車(chē)1620萬(wàn)輛，年耗油達(dá)2.5億噸。

汽車(chē)能耗的30%來(lái)自輪胎滾動(dòng)阻力、40%來(lái)自行駛時(shí)的空氣阻力。汽車(chē)整車(chē)質(zhì)量每減少10%，可降低燃油消耗6%～8%，減少二氧化碳排放4.5%，制動(dòng)距離縮短5%，轉(zhuǎn)向力減少6%。輪胎滾動(dòng)阻力每降低20%~30%， 可節(jié)油5%~7%，每百公里二氧化碳排放量可減少400克。

由此可見(jiàn)，汽車(chē)輕量化是降低能耗、減少碳排放的重要方向。尤其對(duì)新能源汽車(chē)而言，輕量化不僅可以節(jié)約能源，而且可以在電池容量相同的條件下增加汽車(chē)的續(xù)航里程、延長(zhǎng)電池壽命，需求更加迫切。

問(wèn)：汽車(chē)輕量化材料的市場(chǎng)應(yīng)用情況如何？

答：加大輕量化材料應(yīng)用力度已成為汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前輕量化材料在整個(gè)汽車(chē)制造中的平均占比為10%~15%。

輕量化材料的應(yīng)用受到多種因素影響，包括材料的性能、成本、可靠性、大規(guī)模生產(chǎn)能力及市場(chǎng)需求等。

高端汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)通常更多地采用輕量化材料。例如，在一些高端豪華汽車(chē)和超級(jí)跑車(chē)中，輕量化材料的占比可能超過(guò)30%，甚至更高。

在傳統(tǒng)汽車(chē)市場(chǎng)，輕量化材料的應(yīng)用程度相對(duì)較低。

隨著技術(shù)不斷發(fā)展和成本持續(xù)降低，預(yù)計(jì)輕量化材料在汽車(chē)制造中的應(yīng)用程度會(huì)逐漸增加。據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年，輕量化材料的應(yīng)用占比有望在20%~30%。

問(wèn)：在汽車(chē)行業(yè)，有哪些輕量化材料已經(jīng)得到應(yīng)用？

答：包括金屬輕量化材料，如鋁合金、高強(qiáng)度鋼和鎂合金，以及非金屬輕量化材料，如碳纖維復(fù)合材料和玻璃纖維增強(qiáng)塑料等。

汽車(chē)材質(zhì)塑料化是當(dāng)今汽車(chē)制造的一大趨勢(shì)。車(chē)用改性塑料質(zhì)量輕、強(qiáng)度高，只有普通鋼材重量的15%～20%，比木材更輕，對(duì)汽車(chē)輕量化有極大的促進(jìn)作用。復(fù)合材料具有比強(qiáng)度和比模量高、密度小、質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、安全等級(jí)高等優(yōu)點(diǎn)，是汽車(chē)輕量化的理想材料。汽車(chē)內(nèi)飾件、外飾件、結(jié)構(gòu)件和輪胎是輕量化材料應(yīng)用的主要部件。

目前，汽車(chē)輕量化材料樹(shù)脂原料主要有PP（聚丙烯）、PE（聚乙烯）、PA（聚酰胺）、PU（聚氨酯）、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）、PC（聚碳酸酯）、PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）；復(fù)合材料主要有填充改性材料、發(fā)泡材料、纖維增強(qiáng)材料等。

纖維增強(qiáng)材料在“以塑代鋼”方面起到越來(lái)越重要的作用，主要有短纖維增強(qiáng)材料和長(zhǎng)纖維增強(qiáng)材料（LFT）。LFT具有突出的力學(xué)性能，包括優(yōu)良的剛性和韌性，低收縮、高尺寸穩(wěn)定性和低翹曲性，極高缺口沖擊強(qiáng)度，與金屬相當(dāng)?shù)臒崤蛎浵禂?shù)，優(yōu)異的抗動(dòng)態(tài)疲勞性能。未來(lái)汽車(chē)的車(chē)門(mén)、車(chē)頂、座椅部件、輪轂及汽車(chē)周邊結(jié)構(gòu)件，都會(huì)更多地使用LFT。由于LFT可塑性強(qiáng)、強(qiáng)度高，未來(lái)甚至車(chē)身都會(huì)使用LFT。

常見(jiàn)的非金屬輕量化材料包括碳纖維復(fù)合材料、玻璃纖維增強(qiáng)塑料、聚合物復(fù)合材料、聚合物泡沫材料等，在汽車(chē)市場(chǎng)的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。汽車(chē)制造商不斷探索和采用新的非金屬輕量化材料，以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的輕量化和性能提升。

當(dāng)然，非金屬輕量化材料的應(yīng)用仍面臨一些挑戰(zhàn)，如制造成本、可靠性和大規(guī)模生產(chǎn)等，需要進(jìn)一步研究和發(fā)展。

問(wèn)：有哪些國(guó)際知名公司研發(fā)生產(chǎn)輕量化材料？

答：汽車(chē)輕量化材料具有較高的技術(shù)門(mén)檻和附加值，目前主要由國(guó)外化工巨頭和國(guó)內(nèi)少數(shù)改性企業(yè)生產(chǎn)。如國(guó)外的沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司、塞拉尼斯、科思創(chuàng)、蘭蒂奇、安特普、佳施加德士、巴斯夫、歐文斯科寧、蒂森克虜伯、阿塞洛米塔爾、利安德巴賽爾、薩博、肯聯(lián)、3M等公司。國(guó)內(nèi)樹(shù)脂供應(yīng)商主要為中國(guó)石化、中國(guó)石油，復(fù)合材料改性企業(yè)主要為金發(fā)、聚隆、普利特、中廣核俊爾、聚賽龍、匯通、道恩等企業(yè)。

絕大部分知名車(chē)企都開(kāi)展輕量化研究、利用輕量化材料。對(duì)新能源車(chē)企而言，電池能量密度短期內(nèi)較難提升，最大化減重成為增加續(xù)航里程的必然選項(xiàng)。

問(wèn)：輕量化材料國(guó)產(chǎn)化替代情況如何？

答：國(guó)內(nèi)車(chē)用改性塑料行業(yè)起步較晚，盡管有超過(guò)3000家改性塑料生產(chǎn)企業(yè)，但年產(chǎn)能超過(guò)3000噸的只有70余家，過(guò)萬(wàn)噸的寥寥無(wú)幾，大部分企業(yè)規(guī)模偏小，生產(chǎn)技術(shù)能力和質(zhì)量保證能力欠缺，很難滿足高檔汽車(chē)的要求，高檔汽車(chē)專用塑料國(guó)產(chǎn)化程度低。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)企業(yè)在車(chē)用改性塑料的市場(chǎng)占有率僅為30%~40%，進(jìn)口替代空間巨大。

問(wèn)：中國(guó)石化在輕量化材料方面有哪些貢獻(xiàn)？

答：中國(guó)石化依托在三大合成材料的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，聚焦“以塑代鋼”，通過(guò)“產(chǎn)銷(xiāo)學(xué)研用”24家單位協(xié)同攻關(guān)，取得5項(xiàng)基礎(chǔ)理論研究成果，開(kāi)發(fā)出涉及9種35個(gè)牌號(hào)的合成材料成套工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、6類復(fù)合材料制備技術(shù)，并建成了工業(yè)生產(chǎn)示范線，相關(guān)產(chǎn)品已在燕山石化、揚(yáng)子石化、鎮(zhèn)海煉化、石家莊煉化、茂名石化、上海石化等14家企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)，并在超50家汽車(chē)零部件及整車(chē)企業(yè)試產(chǎn)了前端框架、碳纖維輪轂、門(mén)內(nèi)護(hù)板、輪胎氣密層等29種汽車(chē)制件。總體技術(shù)處于世界先進(jìn)水平，部分處于世界領(lǐng)先水平。

通過(guò)改進(jìn)生產(chǎn)工藝和提高材料性能，中國(guó)石化生產(chǎn)的聚丙烯材料具有較好的強(qiáng)度、韌性和耐腐蝕性能，可用于制造汽車(chē)的內(nèi)飾件、儀表板和門(mén)板等，幫助汽車(chē)降低重量、提高燃油效率。

中國(guó)石化生產(chǎn)的橡膠材料具有輕量化、耐磨、抗老化等特性，可用于汽車(chē)輪胎、密封件等部件。

中國(guó)石化所屬企業(yè)通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、設(shè)備升級(jí)和質(zhì)量控制等手段，不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量和性能，滿足汽車(chē)行業(yè)對(duì)高性能、高品質(zhì)材料的需求。同時(shí)，這些企業(yè)也積極參與國(guó)內(nèi)外的合作項(xiàng)目，推動(dòng)汽車(chē)輕量化技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。

問(wèn)：輕量化材料的發(fā)展趨勢(shì)是什么？

答：輕量化材料潛力巨大。汽車(chē)材料向輕量化、環(huán)保、舒適感知、智能化、安全五個(gè)方面發(fā)展。微發(fā)泡、低密度、長(zhǎng)玻纖等技術(shù)為汽車(chē)材料輕量化提供了創(chuàng)新解決方案。此外，碳纖維復(fù)合材料、玻璃纖維增強(qiáng)二維材料、玄武巖纖維復(fù)合材料也是未來(lái)的發(fā)展方向。（潘亞男 整理）

鎮(zhèn)海煉化：環(huán)保型車(chē)用聚丙烯成為標(biāo)桿產(chǎn)品

日前，鎮(zhèn)海煉化1號(hào)聚丙烯裝置排產(chǎn)320噸M60RHI產(chǎn)品。“相比原來(lái)的產(chǎn)品，這個(gè)牌號(hào)韌性要強(qiáng)一點(diǎn)，是為下游企業(yè)量身定制的。”鎮(zhèn)海煉化合成材料部技術(shù)員戴文威說(shuō)。

M60RHI產(chǎn)品具有“三高兩低”特性，即高熔指、高剛性、高韌性及低氣味、低VOCs，這類產(chǎn)品又被稱為環(huán)保型聚丙烯，主要用于汽車(chē)改性料。該批產(chǎn)品將定向銷(xiāo)往下游某塑料企業(yè)，用來(lái)生產(chǎn)連續(xù)玻纖增強(qiáng)聚丙烯，可用于車(chē)門(mén)組合件、儀表骨架板、車(chē)身門(mén)板模塊、前端組件、座椅骨架、車(chē)頂板、蓄電池的托架及車(chē)胎架等。

環(huán)保型車(chē)用聚丙烯是鎮(zhèn)海煉化的拳頭產(chǎn)品，目前已生產(chǎn)M30、M50、M60、M100系列產(chǎn)品，M代表著熔指，熔指越高則原料流動(dòng)性越強(qiáng)，不同熔指的環(huán)保型車(chē)用聚丙烯產(chǎn)品可用于汽車(chē)的不同部件。

2015年8月，鎮(zhèn)海煉化首次開(kāi)發(fā)生產(chǎn)環(huán)保型車(chē)用聚丙烯M60RHC，此后項(xiàng)目研發(fā)團(tuán)隊(duì)加強(qiáng)與國(guó)內(nèi)知名改性塑料生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)交流，通過(guò)一系列攻關(guān)，不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量和排產(chǎn)量，根據(jù)不同客戶需求開(kāi)發(fā)的M30、M50、M100等一系列牌號(hào)，大量應(yīng)用于汽車(chē)改性料，尤其在低氣味方面居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，成為市場(chǎng)標(biāo)桿產(chǎn)品。2017年底，中國(guó)石化“十條龍”攻關(guān)項(xiàng)目——“環(huán)保型高剛高韌聚丙烯樹(shù)脂開(kāi)發(fā)”順利通過(guò)鑒定。

今年，鎮(zhèn)海煉化專門(mén)成立創(chuàng)新創(chuàng)效攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，聚烯烴專家掛帥組織對(duì)環(huán)保型車(chē)用聚丙烯進(jìn)行提質(zhì)升級(jí)，解決了產(chǎn)品改性后沖擊性能衰減的問(wèn)題，提高了剛韌平衡性，并進(jìn)一步降低產(chǎn)品的氣味和VOCs。據(jù)統(tǒng)計(jì)，上半年該類汽車(chē)料已生產(chǎn)近2萬(wàn)噸，全部發(fā)往下游客戶。（卞江岐）

燕山石化：穩(wěn)步增產(chǎn)汽車(chē)輕量化合成材料

近年來(lái)，輕量、舒適、綠色、環(huán)保成為汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的主要方向。在此背景下，燕山石化不斷擴(kuò)大“以塑代鋼”汽車(chē)輕量化合成材料生產(chǎn)規(guī)模，今年產(chǎn)量已超兩萬(wàn)噸。

燕山石化以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，充分發(fā)揮在高分子材料領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)、技術(shù)和人才優(yōu)勢(shì)，持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品的關(guān)鍵性能指標(biāo)，以滿足市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品更高性能的要求。

燕山石化在氣相法聚丙烯生產(chǎn)裝置上利用氫調(diào)法成功開(kāi)發(fā)出高流動(dòng)共聚聚丙烯，系列產(chǎn)品具有良好的常、低溫抗沖擊性能，兼具較高剛性，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)保險(xiǎn)杠和內(nèi)飾件等零部件領(lǐng)域。與降解法生產(chǎn)的產(chǎn)品相比，該系列產(chǎn)品流動(dòng)穩(wěn)定性好，揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）含量低、氣味小，白度好且色度穩(wěn)定，可較好地滿足駕駛室安全環(huán)保的要求。目前，該系列產(chǎn)品已通過(guò)歐盟RoHS認(rèn)證、美國(guó)FDA檢測(cè)。

為滿足人們對(duì)汽車(chē)駕駛室高標(biāo)準(zhǔn)空氣質(zhì)量的要求，燕山石化成功開(kāi)發(fā)出高模量珠粒發(fā)泡聚丙烯專用料，VOCs含量較低，同時(shí)具有優(yōu)異的綜合性能和較輕的質(zhì)量，在汽車(chē)內(nèi)飾件中的應(yīng)用越來(lái)越多。目前已開(kāi)發(fā)應(yīng)用的內(nèi)裝零部件有汽車(chē)內(nèi)飾用墊塊、座椅系統(tǒng)、行李箱工具盒、方向盤(pán)、遮陽(yáng)板、重型車(chē)臥鋪及臥鋪下工具箱等。

燕山石化開(kāi)發(fā)的一系列汽車(chē)輕量化專用材料，既支持了車(chē)輛降油耗電耗、減少碳排放，也助力集團(tuán)公司加快邁向世界一流企業(yè)。下一步，燕山石化將踐行綠色發(fā)展理念，在做大做強(qiáng)汽車(chē)輕量化專用料的基礎(chǔ)上，持續(xù)加強(qiáng)高端綠色產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，全力打造高性能合成材料研發(fā)和生產(chǎn)基地，助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。（杜 洋 閆雨航）

茂名石化：多種專用料通過(guò)嚴(yán)苛性能測(cè)試

“我有一個(gè)夢(mèng)想，有朝一日能買(mǎi)到一輛全部由茂名石化車(chē)用材料生產(chǎn)的小汽車(chē)。”茂名石化研究院車(chē)用聚烯烴產(chǎn)品研發(fā)工程師封水彬博士說(shuō)，“近年來(lái)，我們圍繞汽車(chē)輕量化開(kāi)展了多項(xiàng)研發(fā)，產(chǎn)品強(qiáng)度足、重量輕，足以讓汽車(chē)‘減脂增肌’，離實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想越來(lái)越近了。”

汽車(chē)保險(xiǎn)杠是汽車(chē)表面積大、形狀復(fù)雜的薄壁結(jié)構(gòu)部件。我國(guó)汽車(chē)安全標(biāo)準(zhǔn)要求所用材料具有優(yōu)異的抗高、低溫沖擊韌性，剛性及良好的耐老化性能。茂名石化分別開(kāi)發(fā)了高熔指高抗沖K7726H、K9930H保險(xiǎn)杠專用料。

汽車(chē)燃油箱是事關(guān)安全的重要部件，產(chǎn)業(yè)門(mén)檻極高，之前，我國(guó)汽車(chē)燃油箱專用料全部靠進(jìn)口。茂名石化開(kāi)發(fā)了汽車(chē)燃油箱專用料HXB4505N，國(guó)內(nèi)首家通過(guò)國(guó)家汽車(chē)質(zhì)量檢測(cè)中心嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)。該牌號(hào)產(chǎn)品已長(zhǎng)期用于國(guó)內(nèi)某些汽車(chē)品牌，去年更是實(shí)現(xiàn)出口。

目前，中國(guó)石化重大科技項(xiàng)目“綠色環(huán)保汽車(chē)輕量化材料技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用”已開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化實(shí)施，茂名石化作為主要參與單位之一，組織開(kāi)展研發(fā)、加快量產(chǎn)速度，已有多個(gè)牌號(hào)產(chǎn)品受到市場(chǎng)青睞，用于輪胎、保險(xiǎn)杠、油箱、儀表板、車(chē)門(mén)護(hù)板、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)管、蓄電池等汽車(chē)部件生產(chǎn)。

今年以來(lái)，茂名石化科研人員先后走訪調(diào)研了7家知名燃油箱加工和汽車(chē)主廠客戶，優(yōu)化產(chǎn)品方案，指導(dǎo)客戶對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)苛的性能測(cè)試，為茂名石化產(chǎn)品贏得良好口碑，擴(kuò)大了產(chǎn)品銷(xiāo)路，上半年產(chǎn)銷(xiāo)量超過(guò)5100噸。

“車(chē)子越輕才能越省油，我們的目標(biāo)就是在保證安全性的前提下，用塑料取代金屬，讓環(huán)境友好理念深植汽車(chē)行業(yè)。”茂名石化研究院院長(zhǎng)梁勝彪說(shuō)。（譚 捷）