湿度的影响
为了开发具有良好机械性能和环保性能的复合材料,有必要通过合适的偶联剂与化学反应使纤维具有疏水性,或者找到合适的树脂涂层。
聚合物涂层能够有效提高黄麻纤维的增强性能,可以提高20~40%的弯曲强度和40~60%挠(弯)曲模量。这样不但能够提高纤维基树脂浸润性,而且能够提高黏结强度。
为了克服树脂和黄麻纤维不能有效结合的弱点,一种多功能树脂被用作生产黄麻纤维复合材料的中间剂,因此黄麻纤维复合材料在力学性能方面也有显著改进。
黄麻-玻璃纤维的组合可以很好在这一领域中应用。这种纤维组合制成的复合材料在机械性能方面具有大幅改进。
虽然黄麻-纤维复合材料具有广泛的潜在用途,但是在印度却没有人将其推广至商业市场,因为其商业开发还需要大量的努力工作。
据国家黄麻纤维研究所(National Institute of Research on Jute and Allied Fibre Technology 以下简称NIRIAFT)发布的报告显示,通常用于模压的聚酯树脂基黄麻复合材料,树脂摄入量最大是到 40 %。在黄麻纤维复合材料在生产过程中可以使用热压成型和手糊成型两种工艺。
因此,为了扩大黄麻纤维在复合材料中的潜在应用领域,就必须专注于三个领域的研究工作:纤维改性,树脂和偶联剂。
印度在该领域取得的进展
NIRJAFT已开发出一系列新型黄麻及其它天然纤维复合材料制品,主要基于热压成型和手糊工艺。
虽然印度国家研究机构已经投入对黄麻复合材料的研发工作,可是要使其实现商业化仍需努力。目前该国设立了“黄麻基复合材料—木材产品的理想替代品”项目,以帮助其加速商业化进程。该项目旨在推动黄麻纤维表层椰壳纤维复合材料层压板的发展。天然纤维如椰壳纤维和黄麻纤维通常在生产中与酚醛树脂是搭档。
随着越来越多的生产商看重燃油效率成本,黄麻复合材料将越来越多的领域中一展拳脚,例如汽车、火车车厢。事实上,印度铁路列车市场领域有巨大的发展潜力,当然也是一个尚待开发的天然纤维复合材料应用领域。
*杨氏模量(Young's modulus)是表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量,它是沿纵向的弹性模量,也是材料力学中的名词。1807年因英国医生兼物理学家托马斯•杨(Thomas Young, 1773-1829) 所得到的结果而命名。根据胡克定律,在物体的弹性限度内,应力与应变成正比,比值被称为材料的杨氏模量,它是表征材料性质的一个物理量,仅取决于材料本身的物理性质。杨氏模量的大小标志了材料的刚性,杨氏模量越大,越不容易发生形变。 杨氏弹性模量是选定机械零件材料的依据之一是工程技术设计中常用的参数。杨氏模量的测定对研究金属材料、光纤材料、半导体、纳米材料、聚合物、陶瓷、橡胶等各种材料的力学性质有着重要意义,还可用于机械零部件设计、生物力学、地质等领域。测量杨氏模量的方法一般有拉伸法、梁弯曲法、振动法、内耗法等,还出现了利用光纤位移传感器、莫尔条纹、电涡流传感器和波动传递技术(微波或超声波)等实验技术和方法测量杨氏模量。