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植物纤维增强材料的应用

天然纤维是自然界最为丰 富的天然高分子材料之一,自然界中每年生长的纤维素总量多达千亿吨,远远超过了地球上现存石油的总储量。不仅储量巨大,植物纤维复合材料还有其独特的优 势。从下表的对比中可以看出,植物纤维的拉伸强度虽然小于玻璃纤维,但其比强度和比模量接近玻璃纤维,且其密度只有玻纤的60%,这就意味着同样含量下植 物纤维复合材料的密度更小,同时其价格更低。

 

植物纤维复合材料还具有良好的热和声音的阻隔性,适用于需要隔音和隔热的环境。国外某些汽车企业在其生产的轿车中很早就使用了植物纤维增强材料,并且申请了相关专利。如德国的R+S技术公司用PP和麻纤维混合制备高级轿车的门板或储物箱等制件。

 

早期的植物纤维复合材料,由于植物纤维的容易降解性以及加工注塑粘度高,大多采用压铸成型。随着技术的发展和降解问题的逐步解决,可以注塑成型的植物纤维增强复合材料也已经有所报道。

 

 

由于植物纤维在高温下很容易降解,因此用于植物纤维增强的基体树脂主要集中在PVC,PE,PP等加工温度较低的树脂,对于植物纤维增强尼龙这类材料,制备则相对困难,这也就限制了其在结构部件的应用。相关的研究表明,植物纤维的降解主要是因为分子结构中非纤维素成分耐温性低。因此,制备植物纤维增强尼龙材料的关键就在于,降低其中植物纤维中的非纤维素成分,同时通过降低尼龙等工程塑料的加工温度。相信,随着技术的发展,植物纤维增强尼龙材料定会获得更大的发展。