國際科學家團隊正在探索不同的天然纖維,并將天然纖維混合在塑料中,為建筑和汽車行業制造輕質堅固的綠色復合材料,從而幫助減少向大氣中的碳排放。
甘蔗渣纖維是甘蔗秸稈被碾碎榨汁后留下的纖維殘留物。它們是甘蔗工業的副產品,但也可用于造紙、包裝材料、可生物降解塑料、紡織品和高分子復合材料,所有這些都以可持續發展的名義,作為傳統材料的環保替代品。
椰子殼纖維,也被稱為椰殼纖維,是在椰子堅硬的內殼和外殼之間發現的纖維物質。這些纖維堅固,耐用,耐鹽水,使其成為廣泛應用的理想選擇。椰子殼纖維通常用于制作繩子、麻繩、門墊、刷子和各種其他家庭和農業產品。與甘蔗渣纖維一樣,椰子殼纖維可以作為合成纖維的低成本可持續替代品,用于生產各種應用的天然纖維增強聚合物復合材料。
最近,來自印度Graphic Era Hill大學的Verma Deepak和他的國際研究團隊開發了一種使用椰子殼(COIR)和甘蔗渣纖維的混合物以及碳酸鈣來增強環氧復合材料的方法。這種方法的新穎之處在于用化學物質處理纖維,使復合材料更堅固,更不容易吸水,從而提高纖維的機械和熱性能。
通過評估甘蔗渣/COIR增強環氧復合材料在高溫下的機械強度和結構,Verma和他的團隊發現,與未處理的天然纖維增強樹脂復合材料相比,處理后的復合材料更堅固,可以承受更大的重量。經處理的纖維增強復合材料還提供了增強的耐熱性,以防止在高溫下失效。這項研究的結果發表在《Sustainability》雜志上。
這種新穎的方法是該團隊幾年實驗的結果,也是解決天然纖維傾向于吸收水分和快速降解問題的關鍵任務的一部分。Verma和他的團隊在回顧天然纖維親水性的文獻時對這一領域產生了興趣,親水性使得復合材料的力學性能很低。
從文獻中,他們了解到,為了提高這些材料與基質的粘附性,需要對纖維進行化學或物理處理,以增加其疏水性。他們于2020年在《Natural Fibers》上發表了親水性主題的綜述,重點關注如何通過處理天然纖維和天然顆粒的表面來改善聚合物基復合材料的力學性能。