米乐m6官方网站[理事长中钵良二]（以下简称“AIST”）化学过程研究部[研究部主任 古谷武] 海老名武夫，本部功能材料加工组首席研究员 石井亮，国家研究开发机构、林业研究机构、林业及林产研究所研究组组长 [主席：泽田春夫]（以下简称“森林研究所”） 新材料研究中心 山田龙彦，宫城化成中心主任有限公司[总裁：小山明彦]（以下简称“宫城化成”）及其研究小组与光冈自动车株式会社[总裁：光冈昭夫]（以下简称“光冈自动车”）合作，提取了改性木质素用作树脂成分玻璃钢材质的汽车内外饰部件将在全球首次安装在实车上，并开始评估测试。
 |
| 使用改性木质素制造内饰和外饰部件的汽车 |
木质素是木材的主要成分之一，约占木材成分的30%，其化学结构以芳香环为特征。尽管具有芳香环的材料有潜力成为具有耐热性和阻燃性的优异材料，但使用木质素的材料尚未实现全面商业化。
木质素基材料可以作为纸浆生产的副产品生产，但问题是正常的纸浆生产过程使用强碱，因此只能生产加工性能极差的材料。此外，由于木质素根据植物种类而具有不同的化学结构，因此为了稳定地生产木质素基材料，限制植物种类很重要。
内阁府龙彦（林业和林产研究所）战略创新创造计划（SIP）的研究主题“下一代农业、林业和渔业创造技术”的“以当地木质素资源为主导的生物质利用系统的技术创新”（2014-2019财年）旨在建立一个名为“木质素产业”的新商业基础，通过综合性地为该地区带来高利润开发以农村生物质为原料的一系列技术，包括林业剩余物收集、木质素生产、加工、功能化、最终产品和副产品利用。为了解决这个问题，以林业及林产研究所和产业技术研究院为中心，成立了名为“SIP木质素”的研究联盟，并一直在进行研究和开发。
林产研究所关注日本特有树种日本柳杉中木质素的均匀性，并着手开发来自柳杉的功能性木质素材料。并保持在140℃聚乙二醇(PEG)并与少量酸搅拌，分解木材中的木质素。同时，分解的木质素与PEG结合并以改变物理性质的形式分离。所生产的用PEG改性的木质素（改性木质素）具有木质素部分的功能性，例如高耐热性，并且由于PEG的作用而成为极其容易加工的物质，并且有望用作工业材料。林业及林产研究所已安装了生产改性木质素的实验装置，并正在推动商业化生产的技术开发。
AIST 一直负责改性木质素商业化的研究，并一直与企业合作开发各种复合材料、制造工艺研究、性能评估和长期耐久性评估。在此背景下，宫城化成和AIST一直在考虑使用改性木质素作为石油衍生树脂的替代品，特别是一直致力于开发使用改性木质素作为树脂成分的玻璃纤维增强塑料（GFRP）并建立制造工艺。结果证实，使用改性木质素的GFRP的拉伸模量比传统GFRP高10%至20%，即使经过长期耐久性试验，拉伸模量也优于传统GFRP，耐久性也得到提高。
也是汽车内饰件门饰也能够进行原型设计。然而，虽然汽车在室外环境下使用，但尚未进行温度变化、降雨环境、紫外线环境等条件下的长期耐久性评价。此外，外部零件的加工精度和平整度要求特别高，但能否满足这些要求尚未确定。
这次，我们向使用 GFRP 部件生产汽车的光冈汽车公司解释了这些结果，并请求他们合作，他们同意合作并参与实车上安装的内外饰部件的评估。
图1显示了汽车内外饰件的制造方法。将用于将改性木质素转化成网络聚合物的液体固化剂添加到改性木质素中。该固化剂与改性木质素高度混溶，不需要挥发性有机溶剂。接下来，使用环氧化合物（双酚A型）作为分散介质，与改性木质素反应使其变硬。环氧树脂)并混合均匀，得到成型树脂。成型树脂真空浸渍法，干燥并临时固化后，从模具中取出，在120℃下进行最终固化。
 |
| 图1 使用改性木质素制作玻璃钢零件原型的评估流程 |
改性木质素粘度高，不能直接真空浸渍。当添加溶剂以降低粘度时，会发生干燥收缩并且无法获得足够的尺寸精度。另外，还存在当通过加热而粘度降低时树脂会硬化的问题。这次，他们添加了液体固化剂而不是溶剂来降低粘度，将模具放置在比平时更高但控制在防止树脂硬化的温度的烘箱中，并使用真空浸渍方法使树脂均匀地浸渍模具。当对制备的样品产生的挥发性有机溶剂苯乙烯的量进行评估时，在使用改性木质素的GFRP的情况下，其小于用不饱和聚酯树脂浸渍的常规产品的1/4500（表1）。此外，硬化处理前后零件的收缩率比传统产品小一个数量级，确保了汽车用途的足够尺寸精度。
我们制作了四个门饰、四个扬声器箱和四个扶手的原型作为内饰部件，并将它们安装在一辆小型汽车中（图 2）。原型机盖被生产作为外部汽车零件。至于引擎盖，我们能够对它进行喷漆，不仅是为了它的强度，还为了它的外观，这作为产品没有任何问题。
10 月，我们开始了世界上首次使用改性木质素的 GFRP 船上测试。在实车测试过程中，自动测量车辆的车内环境（温度、湿度），记录天气状况（降雨、阳光）和行驶情况，以评估部件随时间的变化并识别实际使用中的问题。
 |
| 图2 安装了零件的小型汽车的外部（上）和内部（下） |
| 表1挥发性有机物测量结果 |
 |
从现在起，我们将在大约一年的时间里监测汽车内外部件因紫外线、温度变化等而发生的变化，以确认该系统是否能够承受长期的实际使用。计划于 2022 年开始生产改性木质素，该公司的目标是将其打造成环保汽车，使用改性木质素制成的 GFRP 汽车零部件。