天然纖維加工技術專家先進BMT與行業領導者合作,利用該公司的專利技術開發了一個創新的新型天然纖維供應鏈。
先進BMT的天然纖維材料提供高性能重量比和可接受的氣味特性。纖維材料的縱橫比和密度使其具有高剛度和最小重量。設備供應合作伙伴Cretes提供高度自動化的制造設備,能夠大量生產一致的材料。
通過優化天然纖維加工技術,該公司尋求提供更一致的天然纖維材料,相比現有的競爭對手已經提供用于注射和擠壓成型的天然纖維。
由于其成本優勢,天然纖維復合材料有望成為許多應用領域的首選材料,特別是在那些有價值的減重領域。與鈣和滑石粉等競爭材料相比,這種復合材料產生的二氧化碳排放量更少,是目前使用的非可持續材料的替代品。最重要的是,利用大量廢料作為原材料的國內供應鏈有望提供穩定、低成本和持續可用的材料,不受油價波動或國際需求競爭的影響。
先進BMT的天然纖維聚丙烯復合材料是實現可持續材料的理想組合,保持高水平的性能。傳統上,天然纖維復合原料材料的生產是高效的,但受到過多的材料處理和運輸需求的阻礙。先進BMT專有的天然纖維加工技術和模型增加了人們的期望,并使經濟效益最大化。
這種天然纖維復合材料有望在許多行業中獲得商業應用,特別是汽車內飾和電腦外殼。
成品部件的生物質含量占成品部件的10%-30%,并可以與回收材料結合,生產100%可持續的塑料產品。
干燥后,輕松成型
將天然纖維和塑料混合起來有多難呢? 先進BMT表示,顯然不是很好。
這種材料的加工溫度遠低于190C,由于纖維的原因,收縮非常小。塑料中的天然纖維在塑料加工商、合成企業及其客戶中越來越受歡迎,尤其是在歐盟。這種趨勢是由對環境的關注以及天然纖維質量和可用性的提高所推動的。
纖維的使用僅限于可在低溫下加工的聚合物,如PP、PE、PVC和PLA等。
對于聚烯烴,增容劑用于增強纖維和聚合物基體之間的附著力。
人們對使用天然纖維來強化聚乳酸非常感興趣,以保持100%生物基的聲明,同時提供獨特的性能特性,這些性能通常是由礦物或合成性能添加劑(如玻璃纖維或滑石粉)實現的。TPS也很適合作為聚合物基體。
先進BMT的經驗表明,當使用同向旋轉雙螺桿擠出機時,聚合物應通過主給料機添加,而纖維最好稍后通過副給料機添加。由于纖維的表觀密度低,這使得它很難持續地進入擠出機,因此考慮纖維的結塊傾向是很重要的,如果不能有效地管理結塊會降低復合材料的性能。解決這兩個問題的一種方法是在復合前將纖維顆粒化,但這增加了分散所需的剪切力,可能導致纖維撕裂或降解。
添加纖維也會影響熔體的流動,通常會增加粘度。聚合物基體的最佳熔體流動將取決于應用,即:注射成型將需要比擠出更高的mfi聚合物。
所能達到的最大纖維負荷取決于制造工藝,例如,30%的纖維負荷可以很容易地在擠壓中達到,而注射部分則很難達到。最大負載也受到纖維與基體結合能力的影響,這可能受到增容劑的存在和負載的影響。更關鍵的是要考慮預期的結果:性能的最佳平衡是在相對較低的負載下實現的,因此高負載只在某些應用中有意義——最佳負載很大程度上受基質聚合物的可用性和成本的影響。
同樣重要的是要考慮到,相同質量的天然纖維將填充礦物填料的體積約為2倍,這意味著不僅有可能降低添加劑/填料的成本,而且還可以減少所需的聚合物的體積,這是降低成本的主要潛在來源。
到目前為止,天然纖維最大的好處是有可能減輕重量,特別是在汽車和其他交通相關行業。再加上良好的強度和剛度特性,很容易看到該技術在未來高效運輸中發揮巨大作用的潛力。對汽車應用的另一個好處是,天然纖維填充塑料提供了更好的聲學和振動阻尼。
對于塑料工業來說,天然纖維的精細、無研磨性,特別是那些來自亞麻、大麻、紅麻和木材的纖維,而且它們無毒,不刺激皮膚或呼吸系統。此外,與傳統的、密度更大的替代品相比,與復合和成型相關的能源成本也有所降低。
一個即將到來的機會是與環境友好、碳封存和完全可再生的原材料相關的市場利益。
先進BMT公司承認,他們一直在努力克服與天然纖維材料相關的挑戰。比如吸濕性,與玻璃纖維相比的沖擊強度,加工溫度,復合前的造粒成本,這些都是團隊每天都需要討論的問題。
先進BMT并不是第一個支持在熱塑性塑料中使用天然纖維的。總部位于歐洲的大型全球生產商佛吉亞公司已將一系列代號為“NAFILEAN”的名稱的牌號商業化,這是一種天然纖維填充聚丙烯,用于汽車結構部件的注塑成型,迄今已安裝在1300多萬輛汽車上。許多歐洲的合成公司,如Beologic, Tecnaro, Advanced compound等,以及密歇根的合成公司RheTech都以提供天然纖維填充的PP和PE而聞名。
先進BMT的團隊似乎有一個愿景,即擴大天然纖維塑料的可能性:以盡可能高的成本效益、最高程度的質量和一致性為行業提供產品,增加材料的競爭力,并增加塑料中天然纖維的利用率。當被問及為什么要追求這個機會時,BMT團隊表示,我們幫助戰略合作伙伴創造的樣品部件向我證明,填充天然纖維的聚丙烯的性能在某些應用中非常有用,我們對輕量化汽車零部件的機會尤其感到興奮。
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