自然纤维增强复合材料VIP专享VIP免费

——新型绿色可再生材料自然纤维增强复合材料前言introduction近年来，纤维增强复合材料，即FRP(FiberReinforcedPolymer/Plastic)，因其轻质高强、耐腐蚀、施工方便等优异性能逐渐为工程界所认可，同时其多种形式的应用迅速在各类土木结构工程发展开来。如今工程结构当中常用的FRP材料主要是聚合物基体嵌入人造纤维形成的复合材料，例如如碳纤维增强复合材料（CFRP）、芳纶纤维增强复合材料（AFRP）和玻璃纤维增强复合材料（GFRP）。随着社会经济的迅猛发展，化石能源的逐渐消耗，环境保护这一重大问题日渐突出，绿色和可持续发展已然成为时下最新的发展方向。为此，诸多国家已经制定了相应的一系列政策来推进绿色与可持续发展。显然，传统的人造合成纤维是无法满足绿色与可持续发展要求的。为满足发展与环境相融合的要求，开展应用可再生性材料，以自然纤维代替人造合成纤维作为复合增强材料的基材用于工程，开始越来越受到人们的青睐。2003年，大约有4.3万吨的植物纤维被欧盟制作用于复合增强材料[1]。到了2010年，植物纤维的应用达到31.5万吨，是所有复合增强材料总量的13%基体与纤维增强材料两类材料组合构成的材料为纤维增强（树脂）复合材料目录Contents原材料01Rawmaterial工艺03rocess问题02Disadvantage前景04Prospect原材料01自然纤维+热塑性树脂自然纤维根据纤维的来源不同，植物纤维主要可以被分为韧皮纤维、叶纤维和种毛纤维三类苎麻最长的麻类纤维，纤维木质化程度很低，拉伸强度高，韧性、导热性、通气性和抗菌能力良好黄麻剑麻工艺纤维间有空隙，单纤维中有细胞腔，呈多孔结构，是良好的热绝缘体和吸声材料内部有更强氢键的空间网状结构，且其价格相对便宜自然纤维与玻璃纤维的比较但缺点是:强度低、质量易变、吸湿性高、加工温度有限、耐久性低、耐火性差。一般来说，韧皮纤维具有结构应用的最佳性能;其中，亚麻成本低、重量轻、强度和刚度高。黄麻比较常见，但不像亚麻那样坚硬。与玻璃纤维相比，天然纤维的共同优点是:密度低，具有良好的机械性能;可再生能源，能耗低，成本低，投资少;另外在高应变率(冲击载荷)下，天然纤维增强复合材料比玻璃纤维增强复合材料具有更好的能量吸收性能。总体而言，天然纤维的密度较低，通常比玻璃纤维便宜，但强度通常要低得多。由于天然纤维具有良好的比模量值，在以刚度和重量为主要考虑因素的应用场景，天然纤维比玻璃纤维更有竞争力。复合材料中替代玻璃纤维等合成纤维的理想材料之一自然纤维热塑性树脂树脂基体与自然纤维增强材料两类材料组合，共同构成麻纤维增强树脂基复合材料，简称自然纤维复合材料基体树脂将各种纤维增强材料黏合到一起，赋予其一定性能，起到传递和平衡载荷的作用，使自然纤维和树脂成为具有更高级更丰富的功能特性的工业原料或产品。树脂基体的选择对于自然纤维特性的发挥和复合材料的综合性能有关键性影响。热塑性树脂有聚烯类、聚碳酸酯类和热塑性聚酯类。因成本价格和应用规范限制等原因，在复合材料中应用最广泛的是聚乙烯(PE)、聚丙烯、聚氯乙烯(PVC)和聚苯乙烯(PS)。耐热型树脂有聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PES)和聚醚酰亚胺(PEI)等与热固性树脂基复合材料相比，多数情况下，热塑性复合材料具有高韧性、高抗冲击和损伤容限、挤出和注塑成型周期短、生产效率高、易修复焊接、可回收再利用等众多优点问题02由于天然纤维的力学性能较差，抗湿性较差，其应用往往局限于室内和非结构性构件1243存在的问题使用自然纤维存在的问题Problemsinusingnaturalfibers亲水性所有天然纤维都具有亲水性。它们吸收或释放水分取决于外部的环境条件。在耐久性复合材料中应用天然纤维,一个主要的限制条件就是高吸湿性和低稳定性。纤维吸水后的膨胀可导致复合材料的微裂纹,降低材料的机械性能力学性能及耐久性大多数“半绿色”或“绿色”复合材料的最大抗拉强度和刚度在100-200MPa和1-4GPa范围内，太低不能用于主要的承重部件耐火性纤维增强聚合物复合材料在高温下容易失去强度和刚度多变性除了粘附性问题，天然复合材料的长期耐久性也是一个主要问题纤维的可变性会导致天然纤维增强塑料的许多问题，特...