自行车头盔的产品设计通常将功能性放在首位。然而,到目前为止,但迄今为止,这种设计以牺牲循环性为代价,并留下了相当大的生态足迹——尤其当头盔是用大规模生产的石油基塑料制造的:头盔外壳由聚碳酸酯(PC)制成,泡沫芯由聚苯乙烯泡沫(EPS)制成,附加部件通常由聚丙烯(PP)制成,带子由尼龙(PA)制成。在大多数情况下,这种结构无法在产品生命周期结束时对材料进行回收利用,无论是在技术上还是在经济上都是如此。因此,头盔在使用三至五年后通常会被焚毁。
近日,德国弗劳恩霍夫化学技术研究所 (Fraunhofer ICT) 的研究人员开发出了一种替代方案,所有部件仅使用单一材料。由于希望完全不使用石油,因此选择了一种生物基和可回收材料——聚乳酸(PLA)。聚乳酸凭借其技术特性和具有竞争力的价格,已经是当今最重要的生物塑料,足迹比以前使用的材料小八倍。
自行车头盔是新材料和设计理念的理想示范品,因为它必须保证较高的功能性,尤其是高能量吸收和较轻的重量。佩戴舒适度、价格和外观也是市场成功的关键。作为一个市场导向项目,Fraunhofer ICT 与多家工业公司(Comfil ApS、Elas A/S、WSVK、Polyola SAS)合作,花了 18 个月的时间开发了完全由聚乳酸制成的颗粒泡沫、热成型薄膜、纤维和复合材料,使最终产品可回收。得益于广泛的合作,聚乳酸头盔可以与传统的石油基自行车头盔采用相同的大批量生产工艺。这为新型头盔在市场上的竞争奠定了基础。
该材料在使用过程中对常见环境影响的耐受性已经得到了积极验证,旨在证明头盔可用性的外部测试仍在进行中。生命周期分析(LCA)还将量化单一材料自行车头盔在整个生产、使用和报废时与石油基材料头盔相比所产生的碳足迹。