复合材料是一种神奇的新型材料,它中以纤维增强材料应用最广、用量最大。其特点是比重小、比强度、比刚度和比模量大,它被视为金属和木质等原料最佳替代品。世界各地越来越多的原材料科学家们将他们的注意力集中在“天然”复合材料上,该种复合材料的增强纤维主要来自于黄麻、 剑麻、 椰壳和菠萝等,主要是为了降低原材料的成本。
麻是天然纤维中仅次于棉花的第二大类纤维类别,麻又可以分为苎麻、亚麻、大麻、黄麻、剑麻等,全世界产量约为500万吨左右,这里面黄麻大约占总产量的60%-70%。
对黄麻纤维进行精细化加工,有效拓展产品应用领域,是当前绿色环保型新材料发展的重要方向。在上个世纪80年代,欧美日等发达国家和印度、孟加拉等传统的黄麻生产国,就开始对黄麻应用在高性能高附加价值产品领域进行研发,并积极调整产业政策,促进对黄麻产业的发展,如日本PASSPORT TOWEL公司研制的70%棉30%黄麻混纺毛巾;德国D-C公司已经在利用天然黄麻纤维制造汽车内饰件上取得成功;俄罗斯医用絮棉专业生产厂制成半黄麻医用絮棉;孟加拉政府成立了“黄麻多样化促进中心(JDPC)”,利用新技术,发展更好的产品,取得了一定成绩。
黄麻纤维与玻璃纤维
虽然黄麻纤维的拉伸强度和杨氏模量*比玻璃纤维要低,黄麻纤维的特定模量比玻璃纤维要高,而且如果基于成本因素考虑,黄麻纤维要比玻璃纤维高得多。
黄麻纤维单位成本的比强度也要接近玻璃纤维。因此,在高强度没有特殊要求的情况下,黄麻纤维便可以全部或部分取代玻璃纤维的使用,而无需引进新的复合材料生产设备。
在复合材料制造过程中,使用黄麻纤维代替传统的玻璃纤维作为增强材料。前者比重为1.29,特定模量为40Gpa,而玻璃纤维依次为1.29和30Gpa。
天然黄麻纤维除了比玻璃纤维成本更低,具有可回收的优点之外,还具有一个显著优点,就是在生产黄麻纤维的过程中,能源消耗更低(尽是同等玻璃纤维产量耗费能源的2%),这点使得黄麻纤维在作为增强材料时更具吸引力。
黄麻复合材料由多种应用领域,例如:灯罩、 手提箱、头盔和浴缸;电器的外壳;管道、信箱、屋顶、储粮仓、室内分隔板和吊顶、生物气体容器和低成本可移动的建筑物(该种建筑物可有效对抗自然灾害,例如:洪水,龙卷风和地震)。