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六大應(yīng)用牽引，植物纖維復(fù)合材料能否迎來發(fā)展的春天？
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5月相約山城重慶，2022第二屆綠色復(fù)合材料論壇，探討復(fù)合材料發(fā)展的下一個(gè)可能性！ 植物纖維復(fù)合材料是一種創(chuàng)新型生物基復(fù)合材料，不但具有來源廣泛、可回收可降解、重量更輕等優(yōu)勢，而且具有較為優(yōu)異的力學(xué)和聲熱等物理性能。在汽車、航空、軌道交通、船舶、建筑、過濾甚至家用領(lǐng)域，植物纖維復(fù)合材料都有選擇的余地，那植物纖維復(fù)合材料能否迎來發(fā)展的春天？下面我們一起盤點(diǎn)下植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的一些應(yīng)用情況。 1. 汽車 近年來，由于全球?qū)Νh(huán)境和資源問題的日益關(guān)注,越來越多的汽車制造商開始尋求可持續(xù)發(fā)展材料來制備汽車零部件。梅賽德斯-奔馳、寶馬、奧迪和大眾等德國汽車制造商大規(guī)模地在汽車內(nèi)部和外部部件使用植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。 不管是邁凱輪賽車的第一個(gè)植物纖維F1座椅，保時(shí)捷Cayman 718 GT4 CS MR的全植物纖維車身套件，日本豐田汽車公司開發(fā)的由甘蔗制成的生態(tài)塑料汽車內(nèi)飾，還是沃爾沃采用植物纖維作內(nèi)飾材料的Polestar Precept量產(chǎn)車型，都是植物纖維復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域的探索應(yīng)用。 植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料汽車部件 圖片 圖片 圖片 More 2. 航空 利用多層級(jí)界面損傷斷裂設(shè)計(jì)概念與多尺度聲學(xué)結(jié)構(gòu)細(xì)觀設(shè)計(jì)原則,采用植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制備了大型水陸兩用運(yùn)輸機(jī)蛟龍 600 原型機(jī)的前機(jī)艙內(nèi)壁板,不僅取得了較好的減重、隔音等效果,還增加了機(jī)艙結(jié)構(gòu)的美感。這是植物纖維復(fù)合材料首次在國內(nèi)飛機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)飾上的亮相,該新產(chǎn)品和新技術(shù)向國內(nèi)外傳遞了一種非傳統(tǒng)、選擇性的材料與結(jié)構(gòu)的替代方案，為展示推動(dòng)低碳、減排的“綠色航空”發(fā)揮了非常積極的作用。 針對(duì)某型飛機(jī)艙內(nèi)噪聲過大所帶來的困擾,研究人員采用平紋苧麻纖維織物、酚醛樹脂與芳綸蜂窩通過熱壓罐工藝制備了力學(xué)性能優(yōu)異、隔聲量高、重量輕、阻燃性好的內(nèi)飾板和防冰板結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)已通過了相關(guān)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn),并得到示范應(yīng)用,這一應(yīng)用也證明植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料可以成為滿足航空領(lǐng)域兼顧減重、降噪等需求的新型材料。近年來,通過多個(gè)航空艙內(nèi)結(jié)構(gòu)件的示范應(yīng)用表明苧麻、亞麻等生物質(zhì)材料能夠跟當(dāng)前飛機(jī)制造所選用的玻璃纖維相競爭,證明了綠色復(fù)合材料在航空這一具有挑戰(zhàn)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。 圖片 益小蘇與德國宇航院和歐盟ECO-CAMPASS項(xiàng)目主管合影，手里拿的就是植物纖維復(fù)合材料航空制件展示件 3. 體育休閑用品 近年來,基于植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的高的比力學(xué)性能和優(yōu)異的阻尼性能,以及資源友好、綠色環(huán)保等特點(diǎn),植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料也已開始被用于制造沖浪板、羽毛球拍、釣魚竿滑雪板、雪杖等體育用品,在賦予這些用品更優(yōu)異的性能的同時(shí),也實(shí)現(xiàn)了體育休閑用品可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。 圖片 圖片 植物纖維復(fù)合材料沖浪板 4. 樂器 利用植物纖維特殊的空腔結(jié)構(gòu)、阻尼特性及其連帶的時(shí)尚性,近年來復(fù)合材料展會(huì)上也出現(xiàn)了一些使用植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制造的音箱和以吉他為代表的樂器，這些新設(shè)計(jì)和新產(chǎn)品尚不足以沖擊音樂和音響的傳統(tǒng)市場,但不失為一種時(shí)尚的補(bǔ)充。有報(bào)道指出,采用植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制備的樂器具有更佳的音色。 ✦ ✦ 圖片 圖片 植物纖維復(fù)合材料吉他 5. 軌道交通領(lǐng)域 通過真空灌注工藝制得苧麻纖維/玻璃纖維增強(qiáng)聚酯混雜復(fù)合材料內(nèi)飾板結(jié)構(gòu),并將染整圖案的苧麻織物作為該內(nèi)飾板表面裝飾層,也已在軌道交通車輛中得到示范應(yīng)用。該內(nèi)飾板易于制造,且能承載吸收噪聲并減振,比傳統(tǒng)內(nèi)飾板僅有的裝飾作用更具性價(jià)比優(yōu)勢。 下圖為昆明地鐵1號(hào)線車廂中間側(cè)墻大開口苧麻纖維/玻璃纖維增強(qiáng)混雜復(fù)合材料壁板制備過程。該復(fù)合材料制件經(jīng)過三年以上的試運(yùn)行，取得了較好的內(nèi)飾結(jié)構(gòu)減重、隔聲的效果，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在我國軌道工具內(nèi)飾材料領(lǐng)域的首次驗(yàn)證及應(yīng)用。 圖片 昆明地鐵1號(hào)線車廂苧麻纖維/玻璃纖維增強(qiáng)混雜復(fù)合材料壁板 6. 建筑領(lǐng)域 在國家大力倡導(dǎo)建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的背景下，開發(fā)植物纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料助力綠色建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展，已經(jīng)成為國內(nèi)外先進(jìn)材料及技術(shù)領(lǐng)域共同關(guān)注的話題。 圖片 植物纖維復(fù)合材料建筑，圖片來源網(wǎng)絡(luò) 我國植物纖維資源十分豐富，通過研制高性能植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu),并實(shí)現(xiàn)其在航空、軌道交通、汽車、船舶及建筑等領(lǐng)域的規(guī)模化應(yīng)用，不僅能夠提高植物纖維的附加值和利用效率，而且對(duì)于解決全球環(huán)境和資源問題具有積極的意義。 參考資料： 《植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料》李巖，于濤，沈軼鷗著 《生物質(zhì)樹脂、纖維及生物復(fù)合材料》益小蘇、李巖著 |
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4樓2022-02-10 16:43:57
chenhuanlong
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6樓2022-02-13 17:36:40
chenhuanlong
禁蟲 (文學(xué)泰斗)
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9樓2022-02-14 22:20:26
簡單回復(fù)
nono20097樓
2022-02-13 22:28
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tzynew2樓
2022-02-09 08:38
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bjdxyxy5樓
2022-02-10 18:57
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442629613(金幣+1): 謝謝參與
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