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研發天然纖維增強復合材料的環保意義
2015-4-20

復合材料因為比強度高、密度低、具有可設計性而成為代替鋼鐵的熱門材料,近幾年得到了迅速發展,尤其是有關玻璃纖維增強復合材料的技術已經比較成熟并且在汽車行業獲得了大量應用。但是,玻璃纖維對人體有害,并且熔融后容易粘結,造成回收利用困難。而天然纖維卻是可回收、可降解、可利用、可再生的,焚燒時無毒物排放,填埋后可生物降解,并且可以循環利用;天然纖維可以采用一步法成型,與其他材質粘接比較容易,生產過程中一般不用膠粘劑。所以天然纖維是環保型材料。天然纖維在節能方面的優勢也是非常明顯的,如麻纖維生長期短、對生長環境要求不高,生長過程無需農藥和化肥。天然纖維在生長、收獲和加工過程中的能量消耗較少,生產過程無“三廢“污染、使用過程也無有害的游離化學物質析出。 
 
  另外,天然纖維復合耐火材料一般使用聚酯或聚丙烯為基體樹脂,使用木纖維、麻纖維和其它天然纖維(秸稈、竹子、甘蔗、椰殼等)為增強材料;w樹脂價格低廉,纖維原材料來源廣泛、價格也都非常低,所以天然纖維復合材料有其它復合材料無法比擬的價格優勢。而且,天然纖維復合材料的比強度還高于玻璃纖維復合材料,采用天然纖維復合材料代替玻璃纖維復合材料制造汽車零部件可以實現5% ~15%的輕量化。 
 
  目前,發達國家已經有很多天然纖維增強復合材料的研究成果應用于汽車行業,取得了相當好的效用,特別是近些年開發出來的新型天然纖維復合材料,纖維含量更高、密度更低、性能更加優異。新型輕質天然纖維增強復合材料密度一般小于1 g/cm3,木纖維或麻纖維含量高達60%以上,甚至達到70%。天然纖維增強復合材料的能量吸收能力好、耐沖擊無脆性斷裂,用于生產汽車門護板對提高汽車的安全性很有利,而且比一些傳統材料減重20%以上。采用半硬質聚氨酯彈性體和麻纖維復合材料生產的汽車頂棚等內飾件,不需要經過制氈過程,與傳統三明治結構的頂棚相比,工藝簡單、強度高、減重10%以上。麻纖維復合材料的隔熱性能和吸音性能好,用于汽車內飾能有效降低噪聲;而且天然纖維增強復合材料燃燒速度低或不燃燒,耐沖擊性能好,能提高汽車的安全性。
 
  現在,在線生產的天然纖維復合材料和產品已經開發出來,因為采用的是直接擠出注塑成型的工藝,因此復合材料只經歷了一次加熱過程,這可以減少天然纖維這類熱敏感材料發生熱降解。通過在線生產,采用擠出模壓或擠出注塑工藝生產汽車外裝飾件(包括發動機罩、擾流板和擋泥板等)。
 
    總之,天然纖維增強復合材料是一種極有發展前途的環保材料。據專家評估,5年后其應用將超過玻璃纖維。





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