特性材料：改變世界的魔法師

塑膠究竟有多大的魅力來喚起人類的熱情？

它如何改變人們的生活，開啟富於想像力的時代？

1912年，，巴斯夫成立了化工業首家材料測試實驗室，這是現今材料工程的前身，主要用於解決當時日益增加的材料和與其相關的安全問題。

1950年代以來，巴斯夫用塑膠開啟產品創新的大門。塑膠是各種高分子聚合物的統稱，藉由一定的改性配方，塑膠還能擁有常規材料所不具備的優異性能，包括更為出色的強度、硬度、耐熱性、耐磨性、耐腐蝕性等理化性能。

這種塑膠被稱作「特性材料」，在交通、建築、工業生產應用以及消費品領域各顯神通，成為工業生產和日常生活中不可或缺的一部分，悄然無息卻又魔法般改變著這個世界。

1951 年，Styropor^® 聚苯乙烯發泡塑膠開始在巴斯夫生產時只是一個不受重視的邊緣產品，僅被用於電線保溫層及救生圈。由於它具有卓越的保溫性能，Styropor^® 很快在建築行業和冷卻技術領域引起重視，並風靡全球，成為保溫材料中的經典產品。

在交通領域，塑膠的重要性也逐漸受到矚目。1964 年，汽車製造商保時捷推出新車型904 Carrera GTS ，其外殼採用巴斯夫塑膠Palatal 製成，減少車體重量150公斤，因而油耗更低、排放更少，成為汽車輕量化的首創之作，一時引起轟動。如今，輕量化已成為汽車製造業的一大趨勢，對節能減環保意義重大。

巴斯夫全球副總裁、負責亞太區特性材料交通運輸業務管理的鄭惟成表示，現在所謂的新材料不僅是指研發新的材料，還包括現有材料的創新應用。

「如何結合客戶的需求，透過研究新的配方設計和生產製程，使這些幾十年前就已發明的材料發揮出全新的特定功效，是我們現在不斷思考的問題」，鄭惟成說，「憑藉廣泛的產品線和深厚的產業知識，巴斯夫致力將化學、製程與市場結合，打造創新解決方案，應對城市生活的眾多挑戰。」

2016 年3 月，鑲嵌著紅藍色塊的愛迪達NMD 運動鞋在全球掀起排隊熱潮。這雙跑鞋最大的亮點在於其中底採用巴斯夫開發的革命性材料——全球首款發泡熱塑性聚氨酯（E-TPU）Infinergy^® 研製而成。

Infinergy^® 發泡微球是一個充滿彈性的固體泡綿顆粒，由起始原料TPU（熱塑性聚氨酯）顆粒膨脹發泡製成。經過加壓加熱預處理後，原來5 公釐大小的顆粒可以像爆米花一樣膨脹，內含微型密閉氣泡的橢圓形微球的體積將增大10 倍。

因此，這種採用Inifinergy的運動鞋不但輕巧，還能有效吸收慢跑時足部承受的衝擊力，為足部提供良好的減震效果。該材質的高回彈特性還可回傳大量能量，為跑步愛好者帶來獨一無二的舒適體驗。

隨著越來越多的人了解Infinergy^® 的獨到之處，它的應用範圍和領域還在不斷擴大中。國際知名球拍生產商登祿普(Dunlop)最新推出的回力球拍，在中心部位也使用了Infinergy^®。其獨特的發泡微球結構賦予材料前所未有的輕質高彈，更顯著提高了球拍的運動性能和耐用性，使得球員的每一次揮拍都充滿能量，信心滿滿。

近來，如何為孩子提供環保、安全、持久的運動場地成為大眾愈發關注的話題。巴斯夫不僅締造了現代時尚運動用品，更守護著孩子們安心玩樂。

巴斯夫全新開發的運動地板解決方案包括環保加耐候型聚氨酯體系Elastan^®、Elastocoat^® 結合E-TPU 泡綿顆粒，其配方和應用中無需使用任何其他有機溶劑或重金屬成分。環保的材料不僅不會對人體（包括施工人員）產生危害，也為孩子們鋪就健康之路。而跑道中使用Infinergy^®，其出色的回彈性能還能有效減緩落地的衝擊，保障孩子們的安全。。

2016 年6 月，上海塑膠跑道規範《學校運動場地塑膠面層有害物質限量》正式通過。上海閔行區的叮叮幼稚園採用施工方便且安全無害的巴斯夫運動地板材料，成為在上海的行業標準制訂後率先鋪上安全塑膠地板的教育機構之一。

1970年代，，巴斯夫與保時捷共同研發出塑膠材質（聚醯胺為主）的進氣歧管，突破了產業發展的瓶頸。進氣歧管位於汽車節氣門與引擎進氣門之間，將空氣、燃油混合氣分配到各汽缸進氣道。

之所以考慮採用塑膠進氣歧管，是因為金屬歧管的成型製程較為複雜，一般的技術難以加工形狀如此複雜的較大型中空部件，而且金屬毛坯鑄造成品率低，機械加工費用高。但塑膠進氣歧管可以一體成型，合格率高，在製程可行的前提下，總成本還能節約20-35%。此外，塑膠比金屬材質輕40-60%，還能大幅降低車重，減少油耗和排放。大批量產加工時，更能凸顯塑膠所具有的製程、成本和環境優勢。

「巴斯夫開創性地以塑代鋼，應用在進氣歧管上，充分展現商業價值，為汽車行業提供輕量化的思路。」鄭惟成說。

近年來，作為原材料供應商，巴斯夫與客戶深入合作，積極參與客戶的產品設計和生產製程的設計，充分發揮塑膠的優勢，不斷開發輕量化零部件在交通領域的創新應用。

BMW 5 系列Gran Turismo 550i 轎車首次應用巴斯夫Ultramid® 聚醯胺塑膠製造變速箱橫樑支架，代替傳統金屬鋁材，將零件重量減輕50%。變速箱橫樑支架作為直接連接引擎與變速箱的結構件，需要承受較大的負荷。優質變速箱橫樑支架有助提升車體堅固性，還能為引擎變速箱的馬力和扭力提供支援。。

除了減輕重量外，該塑膠變速箱橫樑還大幅降低了汽車行駛噪音，提高碰撞安全以及提升安全駕駛性能。寶馬5 系列Gran Turismo550i 新車投產後不久，這一採用巴斯夫超高強度聚醯胺製造的變速箱橫樑支架傳動橫樑就獲得德國強化塑膠聯盟（AVK）頒發的創新金獎。

在航空領域，創新的Ultrason® 碳纖維板和Ultrason® 蜂窩板的疊加具有綜效，可以替代傳統的金屬材料，不僅使飛機結構部件更輕，而且在維持嚴格技術要求的同時，保證可靠的結構強度，還能帶來天然的阻燃性能。

越來越輕，卻越發安全、耐用、環保，這正是材料技術發展給現代社會帶來的貢獻。

巴斯夫WALLTITE^®是一種可噴塗聚氨酯泡綿，集氣密保溫於一體的系統。雖然它與愛迪達跑鞋中底材料一樣，均為聚氨酯材料，但是配方不同導致兩者的軟硬度不同。

WALLTITE^®所用的聚氨酯硬質發泡的導熱係數遠低於其他保溫材料，大大降低了保溫層的設計厚度。它還有更高的阻燃性能，遇火只碳化不融滴，氣密性強，且施工簡捷，使用壽命長，給人類創造了一個舒適詩意的居住環境，減少對大自然的傷害。

巴斯夫不僅在建築的「外衣」上下功夫，「袖口」和「領角」也有眾多的學問。用聚氨酯拉擠成型技術做成的Ultradur® 可共擠增強材料窗框也能用於打造節能建築。這一聚酯合金節能窗比金屬門窗型材重量減輕60%，能源效率提高15%-20%，可降低室內暖氣費用，提高建築價值。。

同時，巴斯夫還創新性地將Elastocoat^® 聚氨酯複合材料應用於窗框中。Elastocoat^®連續纖維增強的複合材料在提升材料機械性能的基礎上，其突出的低導熱率為節能門窗系統提供了完美的窗框系統，加上優異的耐腐蝕、耐老化性能，為門窗系統的長期使用提供了保障。

有了溫暖的房屋，也要有一條安心行駛的道路。人們可不希望生活在一片汪洋之中，如何打造一個吸水力強的「海綿城市」成為城市生活的一大挑戰。

巴斯夫Elastopave^® 聚氨酯黏著劑系統的透氣透水鋪面，為未來城市告別淹水提供了一條出路。這是一種可與砂石混合的聚氨酯黏著劑。與混凝土或瀝青路面相比，其大大小小的石塊形成了眾多相互連接的孔洞，提高了道路和公共空間的透水性。其多孔結構可實現雨水的可持續管理，如果下方為滲漏地層，每平方公尺路面每秒可吸水約1.1 公升，相當於兩瓶瓶裝水。

「如何結合客戶的需求，透過研究新的配方設計和生產製程，使現有的材料發揮出全新的特定功效，是我們現在不斷思考的問題。」

鄭惟成，巴斯夫全球副總裁、負責亞太區特性材料交通運輸業務管理

從平凡到神奇化學創新離不開以市場為導向、以客戶需求為中心的研發。透過複合和創新，讓平凡的塑膠擁有神奇的特性，這正是巴斯夫研發團隊持續耕耘的領域。

「巴斯夫研發成功的關鍵在於創意、效率和整合。培養創意並創造必要的條件，是我們工作的重要核心」，巴斯夫執行董事會副主席暨技術長薄睦樂博士（Dr. MartinBrudermüller）說，「為此，我們需要巧妙結合全球研發一體化（Verbund）的能力，同時充分發揮外部研發網路的優勢。」

來自全球不同領域的高素質員工團隊為巴斯夫的創新實力奠定了堅實的基礎：2015年，巴斯夫在全球約有10,000 名研發人員。三個核心研究平台——製程研究及化學工程、先進材料及系統研究和生物科學研究，其總部分別位於歐洲、亞太和北美。它們與營運部門下屬的開發團隊共同構成了巴斯夫專業知識一體化（Verbund）的核心。。

位於上海的巴斯夫先進材料及系統研究平台約有200 名員工。該平台近期的研究重點是「噪音、震動和舒適性」課題。巴斯夫的專家們在這裡探索如何透過材料和部件設計減少噪音和震動的可行性。

城市化發展使越來越多的人不得不居住在狹小的空間內，而家用電器不僅數量增加，功率也變得更大，因此必須儘量減小由此產生的噪音和震動。一支由化學家、物理學家和工程師組成的巴斯夫跨領域團隊對各種聚合物解決方案進行改良，根據頻率範圍和要求，利用電腦模擬技術調整部件設計及材料（聚醯胺、聚氨酯、三聚氰胺樹脂泡綿的分子或泡綿結構），進而優化可被人體聽到或感受到的頻率範圍（1-20000 赫茲）。

這僅僅是巴斯夫科技藍圖中的滄海一粟，為人們展示材料科技的路徑。特性材料的研發和生產僅僅是創意的開始，材料設計、製程設計、現代模擬技術以及全球研發一體化的創新合作方式正在賦予塑膠無窮無盡的魔力。我們的生活也正因為塑膠千變萬化的特性而變得更為有趣、便利。

現在，該由你來想像了……