生物基高分子材料以可再生资源为主要原料，在减少塑料行业对石油化工产品消耗的同时，也减少了石油基原料生产过程中对环境的污染，是实现“节能减排”、发展“低碳经济”的重要手段之一，具有重要的实际价值和广阔的发展空间。

称作"绿色塑料"，符合资源可持续发展的战略，实现汽车更优异的生态环境保护性能。

近年来越来越多公司开始推出生物基塑料应用于汽车工业，展示出广阔的发展空间。

3.1 生物基塑料应用于汽车领域的绿塑创新驱动

生物基塑料可以不同程度的进行生物降解，它为世界指明了一条不再依靠石油生产塑料的道路。近年来，生物基塑料的开发、物性的改进以及供应体制的完善，稳步推进应用于汽车工业及促进绿色汽车的发展。

3.1.1生物基塑料提高汽车节能降耗的绿塑创新驱动

    汽车供应商佛吉亚（Faurecia SA） 已开始在欧洲生产一种麻和聚丙烯结合的注塑生物复合材料，生产出更薄壁但结构能力不变的零部件。同时，该公司还在开发一种全天然复合材料，将天然纤维和一种植物基树脂结合在一起。这两项开发都是为了帮助汽车业减重和规避传统材料的价格波动，为了实现到2025 年达到每加仑54.5 英里的美国燃油经济性标准。

    佛吉亚已开发出采用一系列天然物质合成的全新注塑材料，并已在标致全新一代308 车型的车门上有所应用，使每块车门板减重400 克。佛吉亚公司、三菱化学株式会社、BioAmber 公司合力开发出100% 源自天然材料合成的BioMat 材料，并与普通材质相比，在重量减轻的同时，性能丝毫不会降低。

3.1.2 生物基塑料提高汽车乘员室健康环境的绿色创新驱动

    生物塑料不含聚氯乙烯、邻苯二甲酸酯等有毒物质。生物基塑料的内饰件，寿命周期不会释放VOC, 提高LIAO1汽车乘员室的健康环境。三菱化学和佛吉亚（Faurecia）成功开发出生物降解性树脂PBS，用于汽车内饰材料。丰田汽车公司的混合动力车“SAI”的坐垫、地垫、行李舱托盘和行李舱内表面，三菱汽车公司的纯电动汽车“i-MiEV”的部分座席面等，均采用了生物基PET。

3.1.3 生物基塑料提高汽车的防护安全能力的绿塑创新驱动

Dytech动力流体技术公司选择帝斯曼的高性能EcoPaXX生物基聚酰胺410系列产品应用于其所生产的法拉利与玛莎拉蒂跑车专用油气分离器。这一应用领域对阻燃性与耐化学性的完美结合有着较高的要求。因此，这项以无卤阻燃EcoPaXXQ-KGS6为特色的解决方案将有助于提高车辆防火性能。EcoPaXX油气分离器表现了较低的E10渗透率--0.002克/天。厚度为0.7毫米的EcoPaXXQ-KGS6的阻燃性等级为UL94V-0。EcoPaXX还具有另一显著优势—聚酰胺410材料70%的原材料来源于可再生资源。此外，在这款产品“从摇篮到坟墓”的整个生命周期中，温室气体排放量全部能够实现碳中和。

3.1.4 生物基塑料拓展塑料的汽车应用领域的绿塑创新驱动

杜邦生物基热塑性弹性体HytrelRS可以使用注塑、吹塑、压延、滚塑、挤塑和熔铸成型等传统的热塑性加工工艺，其应用范围广泛，包括汽车和工业用软管和管道、等速万向节防尘罩、安全气囊盖和消能阻尼器。

    日本三菱化学公司着眼于光学和能源、电子仪器、汽车、装修装饰领域，开发的透明生物工程塑料PC(DURABIO)的共聚单体以从葡萄糖中萃取的异山梨醇为原料，产品的透明性、光学性能及耐磨性等均优于传统的石油基PC，其透明性使其易于着色，即使是较深的色调和金属效果漆。

    杜邦公司从植物提炼出来的新型材料Zytel610尼龙树脂，具有极强的耐热、耐盐(氯化钙)腐蚀性能及持久性，创新应用于发动机周边关键零件。

   荷兰化工巨头帝斯曼公司利用70%蓖麻油基材料，开发EcoPaxx产品可用于汽车引擎罩内的热塑性材料。

韩国仁川巿的韩国端子工业株式会社（KET）选择杜邦最新开发的耐水解系列产品CrastinHRHFS用于制造20A3P和200A2P高电压屏蔽连接器（HVSC）。20安培3针连接器用于连接汽车压缩机及电子控制单元的电源，而更大的200安培连接器用于连接汽车电池组和逆变器。

大豆基聚氨酯正在被用作汽车座椅垫的填充材料，而混合大豆油树脂混合料也被包括福特在内的众多汽车制造商用在聚氨酯泡沫座位中，据估计，已有150多万辆汽车使用了大豆聚氨酯混合材料。蓖麻油也在以尼龙树脂混合料的形式被用于引擎罩下部件中崭露头角。

生物PET用作汽车的内装材料。丰田汽车公司的混合动力车“SAI”的坐垫、地垫、行李舱托盘和行李舱内表面，三菱汽车公司的纯电动汽车“i-MiEV”的部分座席面等，均采用了生物PET。日本丰田通商公司预测，到2015年，生物PET的使用量将扩大到300万吨以上。

3.2 生物基塑料的注塑技术的绿塑创新驱动

注射成型的生物塑料通常由PLA、PHA和淀粉基塑料构成。生物基塑料的熔点温度与降解温度非常接近，加工窗口很窄，如PHBV，熔点 154℃，但其降解温度为182℃，加工窗口就非常窄。一旦过热，就会造成凝胶、黑斑或者黄变。材料供应商为克服这一注塑成型的难题，开发出增大结晶和降解之间的温差的汽车用增强级塑料，从而改善了材料的注塑加工性能和终端使用性能，拓宽了材料加工窗口及应用范围。汽车供应商佛吉亚（Faurecia SA） 已开始在欧洲生产一种麻和聚丙烯结合的注塑生物复合材料，生产出更薄壁但结构能力不变的零部件，帮助汽车业减重和规避传统材料的价格波动，实现到2025 年达到每加仑54.5 英里的美国燃油经济性标准。

生物基塑料的注塑工艺要点。在注射成型中，这些材料出现的最大问题是由于过多的热量、剪切或停留时间所造成的热、湿气和降解。生物塑料一般具有较大的吸湿性及湿度敏感性，因此必须进行干燥，否则会造成材料的分子量和熔体粘度下降，同时产生飞边，并使制品变脆。在成型可再生生物基塑料，原料干燥至含水量不大于0.1%。加工温度波动保持在±2℃，以不破坏材料的热、剪切和水解稳定性,。在薄壁产品中，流长比不能太大，而如果增加充模压力来解决，也会同时增加剪切，而这可能导致分解及制品变脆。为了避免熔融料停留时间过长导致分解，机筒容积为注射量的3~4倍， 2倍更好。Nypro公司已经开发了自己的流动模拟软件包，以模拟生物塑料的成型行为，包括收缩和热变形行为。

PLA、PHA生物聚合物注射成型。推荐使用压缩比为3:1和长径比为20:1的螺杆，这样，熔体不会受到过度的剪切。一般，进料口温度应该在21℃左右，推荐的熔融温度为180~210℃。螺杆转速应为100~200r/min，背压0.3~0.7MPa。计量段和喷嘴的温度应该在 180.78~205℃之间，而模具应该保持冷却，温度在25℃左右，制品收缩率0.004cm/cm。

  淀粉基生物聚合物注射成型。加工螺杆为渐变型、单螺纹螺杆，压缩比2.5:1，长径比25:1。其熔融温度为150~220℃。

3.3吹膜成型加工生物基塑料件技术的绿塑创新驱动[2]

    淀粉基生物降解塑料的熔体强度一般低于传统的LLDPE、LDPE或HDPE吹膜牌号，在挤出吹膜加工的过程中，容易造成膜泡不稳、褶皱、产能偏低等一系列加工问题，导致吹膜产品的外观甚至物性的重大缺陷。熔体强度反映聚合物熔体的抗延伸性及抗熔垂性,它是决定产品成型时材料加工特性的一个非常重要的性质。特别是在吹膜加工中，在设备和工艺无异常和变化的情况下，聚合物原料的熔体强度是影响膜泡稳定性的最主要因素。原料的熔体强度越大，膜泡的稳定性越好。

熔体强度。熔体强度对薄膜的强度性能的影响最大。提高熔体强度，除了提高材料自身的支化度和分子量、降低熔体温度之外，在吹膜加工中最为有效的就是提高对熔体的冷却效果，其中以更改不同结构的风环最为有效。双风口风环对于淀粉基生物降解塑料的膜泡有很好的稳定作用，其冷却效果大大高于单风口风环。

吹胀比和牵引比。这两个关键工艺参数，对生物基降解塑料薄膜的纵横向拉伸强度、断裂伸长率和耐撕裂力等性能有影响。成型工艺中，科学确定两者之间的配匹关系，达到最佳的纵横向拉伸强度、断裂伸长率和耐撕裂力强度。