Otomotiv Endüstrisinde Polimerler

Otomotiv endüstride polimerlerin geniş kullanılması devrim niteliğinde bir adımdı ve araç özelliklerinde birçok önemli değişikliğe sebep oldu.

Geleneksel malzemelerin polimerlerle değiştirilmesi, araçların ağırlığını önemli ölçüde azalttı. Bu durum, yakıt tasarrufu ve karbondioksit emisyonlarının azaltılmasında olumlu bir etkiye sahip oldu. Polimerden üretilen parçalar, esnekliği ve formunu değiştirebilme kabiliyeti sayesinde darbe enerjisini emer ve güvenliği de artırır. Polimerler kullanımı, birçok parça üretiminde maliyeti düşürdü ve genel olarak da otomobillerin maliyetini düşürdü. Polimer bileşenler geri dönüşüme de uygundur. Polimerlerden karmaşık şekillere sahip parçalar kolayca üretilebilir ve bu da tasarımcılara fikirleri özgürce yürütmelerine olanak tanır.

Taşıtlardaki polimer kullanımına ilişkin bir analiz, bu malzemelerin en büyük payının (ağırlık olarak %96) otomobillerde ve yalnızca %4'ünün demiryolu, hava ve su taşımacılığında kullanıldığını göstermektedir. Bu durum diğer ulaşım araçlarına kıyasla, otomobillerin seri üretiminden kaynaklanmaktadır. Artan talebi karşılamak amacıyla, SIBUR otomotiv endüstride kullanılan plastik materyallerin sınıfları geliştirmektedir.

Otomotiv endüstrisinde elektrikli araçların artma trendi gittikçe büyüyor ve bu eğilim kendini özellikle Asya pazarında göstermektedir. Elektrikli otomobil, aynı kütle sınıfındaki geleneksel bir otomobilden yaklaşık 100 kg daha fazla plastiğe sahiptir. Rusya'da tüketicilerin ana ilgisi, iklim, gelenekler ve diğer birçok faktör nedeniyle içten yanmalı motorlu (ICE) otomobiller tarafında kalmaktadır. SIBUR analistleri, 2030 yılına kadar Rusya'nın içten yanmalı motorlu araç üretiminin 2020 seviyesine kıyasla yüzde 20 artacağını tahmin etmektedir.

Artan talebe yanıt olarak SIBUR, özel polikarbonat ve ABS plastik sınıfları dahil olmak üzere, otomotiv endüstrisi için gelecek vaat eden materyalleri geliştirmektedir. Bir otomobilin ortalama üretimi için bu malzemelerden yaklaşık 18 kg (otomobil ağırlığının %6-9'u) gerekmektedir. Materyallerin kullanımı farlar, arka lambalar, gösterge panelleri ve diğer bileşenlerin imalatında yer almaktadır. Polikarbonat ve ABS plastik tüketiminin, özellikle ticari araçların üretiminde artış göstermesi beklenmektedir.

Polikarbonat

Polikarbonat, otomobillerin iç ve dış parçalarının üretiminde yaygın olarak kullanılan bir polimer malzemesidir. Onun mukavemet, hafiflik, ısı direnci ve ışık geçirgenliği gibi avantajları, geleneksel malzemelerin yerine kullanılması için oldukça güçlü nedendir. Örnek olarak, dayanıklı ve çizilmeye karşı dirençli gösterge panellerinde polikarbonat kullanılır. Bu malzeme tasarımcılara zarif görünüşlü ve kullanıcıya dost olan sofistike şekiller oluşturmasına olanak tanır.

Ayrıca polikarbonat tamponlar, gövde kapakları ve farlar gibi otomobilin diğer dış detayları yapımında da kullanılır. Araç farları sürekli olarak dış etkenlere maruz kaldığından, üretimlerinde dayanıklı malzemelerin kullanılması son derece kritik öneme sahiptir. Polikarbonat bunun için en iyi malzemedir: oldukça dayanıklı, ısıya dirençli, yüksek ve düşük sıcaklıklara dayanıklı. Yüksek ışık geçirgenliği (%90'dan fazla) polikarbonatın bir diğer önemli özelliğidir. Ayrıca, polikarbonat farlar kırıldığında keskin uçları olmayan büyük parçalara ayrılır, bu da yaralanma ve far iç bileşenlerine zarar verme riskini azaltır.

SIBUR, müşteri ihtiyaçları doğrultusunda hiç ara vermeden, otomotiv endüstrisine özel olarak gerekli malzemeleri araştırmakta ve geliştirmektedir. En son geliştirilenlerden biri, özelliklerinin yabancı analoglardan hiç farkı olmayan polikarbonat PC-022 URC1 sınıfdır. Bu şeffaf malzeme, gerekli renk tonuna, yüksek UV direncine, sertliğe ve mükemmel darbe direnci özelliklerine sahiptir. Bu polimerden yapılan enjeksiyon kalıplı ürünlerin kalıptan çıkarılması kolaydır ve far üretimini kolaylaştırır. İthal hammaddelerden ve PC-022 URC1'den üretilen far numunelerinin birebir karşılaştırılması, Rus markasının reolojik (akış ve deformasyon direnci), renk, optik ve fiziksel-mekanik parametreler açısından ithal edilenlerle aynı kalitede olduğunu göstermiştir. PC-022 URC1 polikarbonat, hava koşullarını simüle eden iklim kontrollü bir ortamda test edildiğinde benzer ithal plastiğe göre %30 daha fazla direnç göstermiştir (bu sarılık ve mavilik endeksindeki değişimle belirlenir).

Polikarbonat türlerin çeşitliliğini geliştirmede umut vaat eden diğer bir yön ise, otobüs ve demiryolu araçlarında kullanılan zor yanıcı polikarbonat sınıflarının ithal ikamesi ve araç içi lamba kapakları üretiminde kullanılan süt renginde olan polikarbonatların geliştirilmesidir.

ABS plastik

SIBUR, polikarbonatın yanı sıra otomotiv sanayisi için ABS plastikleri de üretmektedir (ABS plastikleri, stiren ve akrilonitrilin bütadien bulundurularak polimerizasyonu ile üretilen kopolimerlerdir). Bu malzemeler, aşağıda gösterildiği gibi bir dizi avantaja sahiptir:

• Yapısındaki bütadien parçalarının varlığı nedeniyle sert darbelere ve düşük sıcaklıklara karşı direnç;
• Kabul edilebilir düzeyde ısı direnci (100°C'ye kadar), lokal ısıya maruz kalan ürünlerin üretiminde kullanılmalarını sağlar;
• Alkalilere, benzine ve inorganik tuzlara karşı dayanıklıdır;
• otomotiv sanayisi için önemli olan kolay boyanabilirliği.

Bu malzemelerin daha geniş çapta kullanımını engelleyen etkenler ise hava şartlarına yüksek olmayan direnci, yetersiz elektrik yalıtım özellikleri ve nispeten düşük ısı direncidir. SIBUR şu anda çeşitli stabilize edici katkı maddeleri kullanarak bu eksiklikleri gidermek için aktif olarak çalışmaktadır.

Arka lamba muhafazası üretiminde kullanılan ABS 3432 enjeksiyon kalıplama sınıfı, özel dikkate değer. Bu sınıf, aşağıdaki özelliklere sahiptir:

• yüksek PTR değeri (220°C, 10 kg) - 33 g/10 dk;
• Izod darbe direnci (14 kJ/m2) ve Vicat yumuşama noktası (90°C) arası dengeli oran.

Bu özellikler, araba lamba muhafazalarının üretiminde yeni hammaddeyi halihazırda kullanılan döküm parametrelerini değiştirmeden kullanmaya ve üretime devam etmeyi sağlar. Zira üretim hattında teçhizat veya şema değişikliği çok pahalı ve zaman harcatan işlemlerdir. ABS 3432 şu anda, taşıtlarda kalıcı olarak kullanılmak üzere gerekli sertifikasyon sürecinden geçmektedir.

SIBUR, öncelikli araştırma-geliştirme alanlarından biri olarak ABS plastiğin ısıya dayanıklı (100°C'nin üzerinde) sınıflarını geliştirmek olarak belirlemiş ve bu yönde çalışmaktadır. Müşterilerden gelen öneri ve dilekler göz önünde tutularak onların ihtiyaçlarını karşılamak için ABS plastiğin belirli özellikleri iyileştirilmekte ve gerekli araştırmalar da sürekli yürütülmektedir. Örnek olarak, araç dış kısmında kullanılan parçaların daha kolay boyanabilir olması, daha iyi Izod darbe direnci ve daha iyi yük altında bükülme sıcaklığı (HDT) üzerinde çalışmalar yapılmaktadır. Araç trimi üretiminde iyi bir elektrokaplama yapılması çok önemlidir. SIBUR şu anda bu projeler üzerinde aktif olarak çalışmaktadır.

Otomotiv bileşenlerinin imalatında kullanan hammaddeler arasında Rusya menşeli hammaddenin payını arttırması için SIBUR, otomotiv sanayin tedarik zincirine bu materyalleri tanıtmayı devam etmekte. SIBUR’un Araştırma-Geliştirme birimleri, otomotiv endüstrisinin kalite standartlarını ve müşteri ihtiyaçlarını göz önünde bulundurarak mevcut polimer sınıflarının özelliklerini iyileştirmektedir. SIBUR, otomotiv endüstrisi için polikarbonat, bileşikler ve ABS plastiklerine dayalı geniş bir çözüm yelpazesi sunmaktadır. SIBUR tarafından yeni geliştiren çözümler, polimer özelliklerini iyileştirerek onları daha hafif, daha güçlü, daha çevreci ve daha işlevsel hale getirmektedir.