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图1 NCC的生物技术中心利用这条SMC混配生产线来开发其试验级别的含生物填料的SMC（图片来自NCC）

美国国家复合材料中心的生物技术中心正在研究有关片状模塑料（SMC）的配方技术，以期生产出比重只有1.2的SMC部件。

长期以来，片状模塑料（SMC）一直被用于制作各种各样的汽车复合材料部件，仅在美国，每年就要消耗大约147420t的SMC，其应用主要涉及各种外饰车身板，包括：前后挡泥板、引擎盖、门板和行李箱盖，以及行李箱底板/备胎槽和其他的二级支撑结构件等。
然而，长久以来，SMC的重量/效率问题始终没有得到改善：一直沿用***今的传统的SMC材料配方的密度通常在1.5～1.9的范围内，或者更大。为此，人们正在展开大量的研究，以期通过使用生物基材料来显著降低SMC的比重，从而降低其重量。

图2 采用了生物填料的SMC材料（图片来自NCC）

美国国家复合材料中心（the National Composites Center，简称“NCC”）的生物技术中心（The Bio-Lite Technical Center of Excellence）便是其中之一。经过2年的努力，该中心已开发出了可优化SMC配方的技术，并期望能够以此生产出比重只有1.2的部件。作为该项目的一部分，该中心正在对几种绿色材料进行研究，以期帮助制造商降低汽车复合材料的重量。
研究的一个方面集中在了填料上。目前，包括滑石粉、石灰岩和碳酸钙在内的几种粉状矿物填料已在SMC中得到了广泛应用。其中，碳酸钙的用量相对较大，约占SMC填料市场份额的55%。因此，该中心专注于研发可取代碳酸钙的生物基填料。这项研究的目标是，寻求一种可使部件重量降低30%的生物基填料。
NCC的科学家Rujul Mehta博士成为这项研究工作的负责人。据他介绍，该中心目前正在对大豆粉、谷物、稻壳、洋麻、硅石块以及可回收的纤维素等进行评价，并重点研究大豆粉，因为其研究工作得到了美国密苏里州的国家大豆委员会的部分赞助。

图3 在一台专用的模压机上试制出的饰板。该试制品由含大豆基填料的SMC成型出来（图片来自NCC）

Mehta介绍说，早期的研究成果使人倍受鼓舞。到目前为止，该中心已经证实了大豆基填料在降低重量方面所具有的潜力，它可使聚酯基的SMC的重量降低30%。另外的试验表明，用大豆、纤维素和洋麻填料取代碳酸钙时，可使SMC的比重降低22%～36%。
然而，依然存在一些技术上的挑战：与使用碳酸钙填料的SMC的不足1%的含水量相比，使用大豆基填料的SMC的含水量大约是5%。此外，使用碳酸钙填料的SMC的弹性模量是14GPa，相比之下，使用大豆基填料的SMC的弹性模量只有10GPa。类似地，材料的抗张强度也由85GPa降到了79GPa，而表观抗剪强度则由19MPa下降到18MPa。Mehta说，他们正在研究通过采用施胶剂（sizing agents）来部分地恢复损失的弹性模量。