Что такое композиты из натуральных волокон? Основы, приложения и будущие возможности

Обзор

1. Введение

2. Полимерные композиты на основе натуральных волокон

3. Натуральные волокна

4. Полимеры:термореактивные и термопласты

5. Основные характеристики

6. Параметры, влияющие на NFPC

7. Приложения NFPC

8. Функция принуждения для принятия

9. Заключение

Введение

Был повышенная осведомленность потребителей о новых продуктах из возобновляемых источников за последние несколько лет. Экологический маркетинг, свежие мнения об утилизации, социальное влияние и изменение когнитивных ценностей привели потребителей к экологически чистым результатам. В частности, композитные материалы разрабатываются и модернизируются, чтобы улучшить и адаптировать традиционные продукты, а также внедрить новые продукты с точки зрения устойчивости и ответственности.

Натуральное волокно, полимер Композиты

Натуральное волокно Полимер Композиты (NFPC) - это композиционные материалы, состоящие из полимерной матрицы, залитой высокопрочными натуральными волокнами.

Натуральное волокно в композитах

Натуральные волокна производятся растениями, животными и геологическими процессами. Их можно использовать в качестве компонента композиционных материалов, где ориентация волокон влияет на свойства. В таблице ниже представлены несколько успешных эволюций натурального волокна и их сравнение с E-стекловолокном в собственности.

При проектировании деталей, выбор арматуры - одно из первых важных решений, которые необходимо принять. При выборе правильного армирования для вашего приложения не следует игнорировать натуральные волокна как жизнеспособный вариант, пока они не будут исключены на основании ваших требований, поскольку они обеспечивают устойчивость всего производства. Однако есть несколько ключевых свойств, которые следует учитывать перед принятием решения. В таблице ниже выделены некоторые преимущества и сравнительные недостатки натуральных волокон.

Полимеры:class ="_ 3zM-5"> Термореактивные и термопласты

Другой ключевой компонент NFPC - это полимеры, скрепляющие натуральные волокна. Обычно для структурных применений полимеры можно разделить на две основные категории:термопласты и термореактивные пластмассы.

Молекулярная структура термопластов и термореактивных полимеров

Структура термопластичных матричных материалов состоит из одно- или двумерных молекул, поэтому эти полимеры имеют тенденцию становиться более мягкими при повышенных температурах и теряют свои свойства при охлаждении.

С другой стороны, термореактивные полимеры можно определить как полимеры с высокой степенью сшивки, которые отверждаются с использованием только тепла или тепла, давления и светового излучения. Эта структура придает термореактивным полимерам хорошие свойства, такие как высокая гибкость для достижения желаемых конечных свойств, высокая прочность и модуль упругости.

Термопласты широко используются используются для NFPC, поскольку их можно использовать повторно несколько раз, в то время как термореактивный полимер либо должен пройти химический процесс, либо его нужно сжечь, чтобы избавиться от него.

Основные характеристики

Свойства Композиты из натуральных волокон отличаются друг от друга. Согласно предыдущим отчетам, из-за различных видов волокон, источников и условий влажности. Характеристики NFPC зависят от таких факторов, как механический состав, угол наклона микрофибриллы, структура, дефекты, размеры ячеек, физические свойства, химические свойства и взаимодействие волокна с матрицей.

Свойства композитов из натурального волокна для инженерных сооружений

Поскольку каждый продукт на рынке имеет одни и те же недостатки, полимерные композиты, армированные натуральным волокном, также имеют недостатки. Соединения между натуральным волокном и полимерной матрицей представляют собой проблему, которую принимают во внимание из-за различий в химической структуре между этими двумя фазами. Это приводит к неэффективной передаче напряжения во время интерфейса NFPC.

Натуральные волокна включают активную группу, называемую гидроксильной группой, что делает волокна гидрофильными. NFPC, более слабая межфазная связь возникает между гидрофильным натуральным волокном и гидрофобными полимерными матрицами из-за гидроксильной группы в натуральных волокнах. Он может производить NFPC с мягкими механическими и физическими свойствами.

Параметры, влияющие на NFPC

Возможны разные факторы влияют на характеристики и производительность NFPC. Гидрофильная природа натурального волокна и его наполнение также влияют на свойства композита. Обычно для достижения хороших свойств NFPC требуется высокая нагрузка волокна.

Диапазоны термического разложения для компонентов NFPC и последующее влияние на характеристики составного компонента

Как правило, обратите внимание, что увеличение содержания волокон приводит к улучшению свойств растяжения композитов. Еще одним важным фактором, который значительно влияет на свойства и характеристики поверхности композитов, являются используемые параметры процесса. Чтобы получить наилучшие характеристики при производстве композита, необходимо тщательно выбирать подходящие технологии и параметры процесса. Химический состав натуральных волокон также существенно влияет на характеристики композита, представленные процентным содержанием целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнина и восков.

В этом разделе представлены и обсуждены приложения, в которых натуральные волокна уже используются, где они могут быть использованы, а также будущее их применения во многих различных отраслях промышленности.

Автомобильная промышленность h3>

В автомобильной В промышленности композиты NFPC подходят для боковых и передних панелей транспортных средств, поскольку они не являются основными конструктивными элементами. Стоимость и вес транспортных средств могут быть частично уменьшены, если композиты NFPC заменят традиционные композиты из стекловолокна и алюминий в этих компонентах.

Гражданское строительство

натуральное волокно цементные композиты для жилищного строительства используются только для наружных работ, таких как сайдинг и кровля. Требуется дополнительный защитный материал для покрытия этих конструкций, чтобы избежать атмосферных воздействий.

Принудительная функция для принятия

поскольку перед обществом и правительствами, в частности, в автомобилестроении, энергетике, строительстве и авиакосмической отрасли, общество и правительства ставят перед собой задачу производить более экологически чистую продукцию и уменьшать свою зависимость от ископаемого топлива. С этой точки зрения Европейская комиссия ввела в действие «Европейское руководство 2000/53 / EG», чтобы повысить возможность повторного использования автомобилей до 85% в 2005 году для транспортных средств по весу. К 2015 году этот процент был увеличен до 95%.

Этот тип кодификации является важным фактором при внедрении композитов из натуральных волокон. В этом сценарии натуральные волокна являются привлекательным вариантом для промышленных предприятий для решения социально-экономических и экологических проблем.

Применение композитов из натуральных волокон

Заключение

Возможные применения NFPC

Источники>

="_ 3zM-5"> [1] Свойства композитов из натурального волокна для строительных конструкций

[2] Композиты из натуральных волокон и их применение:обзор

О Addcomposites h2>

Добавитькомпозиты является поставщиком системы автоматизированного размещения волокна (AFP). Систему AFP можно арендовать на ежемесячной основе для работы с реактопластом, термопластом, укладкой сухого волокна или в сочетании с 3D-принтерами.

AFPnext:Расширьте свои производственные возможности с помощью цифровой автоматизации Solvay для обеспечения Avio передовыми материалами для исследования космоса