麻纖維的協(xié)調(diào)與不協(xié)調(diào) |
我國(guó)是麻纖維生產(chǎn)大國(guó),在上世紀(jì)末,僅苧麻纖維的加工能力就有70萬(wàn)錠。近些年來(lái),因?yàn)楦鞣N原因,我國(guó)的生產(chǎn)能力穩(wěn)定在25萬(wàn)錠,較上世紀(jì)末的70萬(wàn)錠下降了不少。苧麻的種植面積也有減少(2006年199萬(wàn)畝,2010年50萬(wàn)畝)。當(dāng)然,世界的麻纖維加工業(yè)也出現(xiàn)相同的情況。 與傳統(tǒng)增強(qiáng)材料玻璃纖維、碳纖維相比,麻纖維作為增強(qiáng)材料所制作的復(fù)合材料價(jià)格低廉,密度小,可再生和生物降解,有較高的強(qiáng)度和模量,可用作建筑工業(yè)中的防火隔音材料、裝磺材料、水泥模板、包裝工業(yè)中的生態(tài)包裝材料、緩沖材料、汽車(chē)工業(yè)中的內(nèi)裝飾板材、車(chē)用零部件等材料,以及其他功能材料等。 發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)麻纖維復(fù)合材料的應(yīng)用投入了很大努力。據(jù)歐洲大麻工業(yè)協(xié)會(huì)提供的資料,在歐盟,大約有15至20家公司主要從事大麻纖維的生產(chǎn)加工,有5至10家這樣的公司分布在東歐。主要的公司有英國(guó)的Hemcore公司、荷蘭的HempFlax與Hemp2ron公司、法國(guó)的LCOA公司、德國(guó)的BaFa公司等。 即使發(fā)展中國(guó)家,對(duì)麻纖維復(fù)合材料的研究也十分重視。土耳其、孟加拉國(guó)、馬來(lái)西亞、印度、巴西等國(guó)都有麻纖維用于復(fù)合材料的研究,僅印度就有多個(gè)國(guó)家級(jí)的研究單位研究麻的應(yīng)用。這些復(fù)合材料的應(yīng)用集中在汽車(chē)和建筑行業(yè)。 對(duì)于汽車(chē)來(lái)講,輕量化、安全化、舒適化和環(huán)保是世界汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)。塑料及其復(fù)合材料是重要的汽車(chē)用材料,平均每輛汽車(chē)的非金屬材料用量已達(dá)105kg,約占汽車(chē)總質(zhì)量的8%~12%。汽車(chē)上以PP為基材的零部件數(shù)量依車(chē)型不同而有所差異,涉及品種達(dá)60~70種,而采用塑料可以減輕零部件約40%的重量。 麻纖維復(fù)合材料用作汽車(chē)零部件具有綠色產(chǎn)品、減少汽車(chē)重量、降低制造成本、提高汽車(chē)耐碰撞性、隔音、材料本身可回收等性能優(yōu)勢(shì)。 麻纖維復(fù)合材料在汽車(chē)工業(yè)中主要用于車(chē)內(nèi)飾門(mén)板、司機(jī)用雜物箱、貨車(chē)車(chē)廂地板、備胎蓋、座位靠背,還可以用于儀表板、座椅扶手、車(chē)頂內(nèi)飾、遮陽(yáng)板、行李艙裝飾板等。 麻纖維復(fù)合材料用作建筑材料的最大優(yōu)勢(shì)是維護(hù)工作量小,不會(huì)產(chǎn)生裂紋變形、防蟲(chóng)蛀、防鼠咬、耐久性好、使用壽命長(zhǎng)、長(zhǎng)期吸水率小、不腐爛等。它可以用作結(jié)構(gòu)原件的制造,如橫干、扶手、窗臺(tái)、門(mén)框、踏板、車(chē)站棚等,用于非結(jié)構(gòu)材料的地方有柵欄、拱狀物、掛飾等。多用于商業(yè)和民用建筑。 麻纖維在歐洲專利中有做隔熱板和器件內(nèi)襯。德國(guó)也有用麻纖維做儲(chǔ)存罐的專利。通過(guò)在外表涂上導(dǎo)體或半導(dǎo)體,還可以用于電器工程。 麻纖維作為復(fù)合材料增強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)廉、可回收、加工所用能量少,可用于部分或全部替代玻璃纖維,原因是它具有高的比模量和低的比重(~40Pa和1.29),玻璃纖維是~30GPa和2.5。天然纖維主要的缺點(diǎn)是吸水較強(qiáng),與樹(shù)脂的粘合性較差。 因此目前研究開(kāi)發(fā)工作的主要目標(biāo)是通過(guò)各種手段改善麻纖維的表面形態(tài),選用或合成新的偶聯(lián)劑增加纖維與樹(shù)脂的結(jié)合強(qiáng)度,通過(guò)各種前處理,減少纖維與水汽的親和,降低其吸濕性,從而使環(huán)境協(xié)調(diào)材料更加“協(xié)調(diào)”地發(fā)展。 我國(guó)是麻纖維的生產(chǎn)大國(guó),麻纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料將會(huì)有廣泛的應(yīng)用需求。
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