復合材料是一種神奇的新型材料,它中以纖維增強材料應用最廣、用量最大。其特點是比重小、比強度、比剛度和比模量大,它被視為金屬和木質等原料最佳替代品。世界各地越來越多的原材料科學家們將他們的注意力集中在“天然”復合材料上,該種復合材料的增強纖維主要來自于黃麻、 劍麻、 椰殼和菠蘿等,主要是為了降低原材料的成本。
麻是天然纖維中僅次于棉花的第二大類纖維類別,麻又可以分為苧麻、亞麻、大麻、黃麻、劍麻等,全世界產量約為500萬噸左右,這里面黃麻大約占總產量的60%-70%。
對黃麻纖維進行精細化加工,有效拓展產品應用領域,是當前綠色環(huán)保型新材料發(fā)展的重要方向。在上個世紀80年代,歐美日等發(fā)達國家和印度、孟加拉等傳統(tǒng)的黃麻生產國,就開始對黃麻應用在高性能高附加價值產品領域進行研發(fā),并積極調整產業(yè)政策,促進對黃麻產業(yè)的發(fā)展,如日本PASSPORT TOWEL公司研制的70%棉30%黃麻混紡毛巾;德國D-C公司已經在利用天然黃麻纖維制造汽車內飾件上取得成功;俄羅斯醫(yī)用絮棉專業(yè)生產廠制成半黃麻醫(yī)用絮棉;孟加拉政府成立了“黃麻多樣化促進中心(JDPC)”,利用新技術,發(fā)展更好的產品,取得了一定成績。
黃麻纖維與玻璃纖維
雖然黃麻纖維的拉伸強度和楊氏模量*比玻璃纖維要低,黃麻纖維的特定模量比玻璃纖維要高,而且如果基于成本因素考慮,黃麻纖維要比玻璃纖維高得多。
黃麻纖維單位成本的比強度也要接近玻璃纖維。因此,在高強度沒有特殊要求的情況下,黃麻纖維便可以全部或部分取代玻璃纖維的使用,而無需引進新的復合材料生產設備。
在復合材料制造過程中,使用黃麻纖維代替?zhèn)鹘y(tǒng)的玻璃纖維作為增強材料。前者比重為1.29,特定模量為40Gpa,而玻璃纖維依次為1.29和30Gpa。
天然黃麻纖維除了比玻璃纖維成本更低,具有可回收的優(yōu)點之外,還具有一個顯著優(yōu)點,就是在生產黃麻纖維的過程中,能源消耗更低(盡是同等玻璃纖維產量耗費能源的2%),這點使得黃麻纖維在作為增強材料時更具吸引力。
黃麻復合材料由多種應用領域,例如:燈罩、 手提箱、頭盔和浴缸;電器的外殼;管道、信箱、屋頂、儲糧倉、室內分隔板和吊頂、生物氣體容器和低成本可移動的建筑物(該種建筑物可有效對抗自然災害,例如:洪水,龍卷風和地震)。