増強尼龍材料的種類與應用（二）
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發(fā)表時間：2022-12-30 14:16:20
1、天然植物纖維
苧麻又稱中國草，在我國分布最廣，再生能力強，是取之不盡、用之不竭的綠色環(huán)保材料。用苧麻纖維代替玻璃纖維作為環(huán)保復合材料的增強材料可以解決玻璃纖維增強復合材料對人體的親和性問題，因此開發(fā)完全生物降解的苧麻復合材料對拓寬苧麻纖維的應用范圍、促進我國材料科學的發(fā)展有著十分重要的意義。
劍麻纖維取自劍麻葉片中束狀纖維，具有密度小、比強度和比模量高、價廉等優(yōu)點，因此劍麻纖維適合用作樹脂基的增強材料。適于制備成本低、比模量高和耐沖擊的纖維樹脂基復合材料。目前有關劍麻纖維/樹脂基復合材料的研究工作已有一些報道，開展高性能天然復合材料及其制品的應用開發(fā)研究，有利于保護環(huán)境，符合材料科學發(fā)展的環(huán)境友好性趨勢，這類復合材料制品將具有較大市場潛力和較好的發(fā)展前景。
亞麻是一種豐富的、生長期短的可再生資源，且亞麻纖維自身為天然的復合材料結構，具有高強、高模、價廉、可回收、可降解及可再生的生態(tài)環(huán)保等優(yōu)良性能，可作為環(huán)保型復合材料的理想增強纖維材料，且在我國資源充足，作為產業(yè)用原材料有利于環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展，具有一定的社會效益。
有人以PP膜作為基體材料，苧麻布作為增強體，選取五層平紋布和PP膜進行層合熱壓，制備苧麻增強PP的熱塑性復合材料薄板，經過堿處理的苧麻織物，其層壓材料的拉伸性能得到明顯的改善，拉伸強度比未處理前的層壓材料增加了48.4%，苧麻織物經過硅烷偶聯劑KH-550、A-151預處理后，層壓材料的拉伸強度分別提高了42.3%和69.4%。
甘蔗渣作為制糖工業(yè)的主要副產品，是榨糖后所剩的主要部分，屬于農業(yè)固體廢棄物中的一種，2005中國的產出量為2040萬噸。甘蔗渣通常主要用于制糖廠鍋爐的燃料、農家堆肥和牲畜的飼料生產，其中小部分用于造紙和低品級的纖維板生產。近年來，立足于廢棄甘蔗渣的有效利用，將甘蔗渣用于纖維增強復合材料制備了可自然降解的綠色復合材料。有人利用注射成型制備了甘蔗渣纖維增強PP聚丙烯復合材料，結果表明，隨著纖維質量分數的增加，材料的彎曲模量呈遞增趨勢，彎曲強度變化很小，沖擊強度則呈下降趨勢。當MAH一PP的添加達到9%(質量分數)時，材料的彎曲強度和沖擊強度分別約增加了40%和25%，但材料的彎曲模量略有降低。
也有人對竹纖維增強的聚丙烯復合材料進行過研究，在纖維用量25%時，經過4%界面改性處理，竹纖維增強的聚丙烯復合材料達到的力學性能指標為：拉伸強度29MPa、彎曲強度42MPa、沖擊強度(缺口)5.9kJ/㎡，各項指標均高于原基體聚丙烯。
2、晶須
晶須是以單絲形式存在的小單晶體。晶須的種類很多，代表性品種有碳化硅晶須和硫酸鈣晶須等。晶須具有很高的強度和模量。譬如，碳化硅晶須的模量為鋼絲的4 倍，拉伸強度約為鋼絲的3倍。與其他增強纖維材料相比，晶須具有更微細的尺寸和較大的長徑比。譬如，硫酸鈣晶須的長度為100～200μm，直徑僅為1～4μm。因此，將晶須添加到聚合物中，不僅很少增加熔體黏度，而且還可以使加工流動性得到改善。晶須還具有卓越的耐熱性，質量也較輕。
利用晶須對聚合物進行增強或增韌，在國外已得到廣泛應用，主要用于汽車、機器制造、電子儀器以及航空航天等。國內自20世紀80年代以來也已開展對于晶須的研究。
其中氧化鋅晶須、鈦酸鉀晶須、堿式硫酸鎂晶須在改性PP聚丙烯中研究已有報道，氧化鋅晶須用量為1o%，硅烷偶聯劑KH-570的用量為0.5%時，復合材料的拉伸強度提高到118.6%，彎曲強度提高到118.s%。復合材料的非牛頓指數大于純PP而更趨于牛頓性流體，體系的流動性和加工性得到明顯改善。
3、其他纖維
硼纖維也是二種新型纖維，模量高于玻璃纖維，主要應用于航空領域。聚酯纖維和尼龍纖維，主要應用于汽車輪胎和膠帶、膠管的骨架材料。
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