研究人员使用独特的成分增强竹子

时间：2022-03-22 00:00:00 来源：网络整理

UBCO的机械工程教授Dr. Abbas Milani解释说，随着新材料和绿色复合材料的创新，竹子和其他天然纤维很容易被忽视。这些纤维现在被用于许多应用，如服装、汽车工业、包装和建筑。

他的研究小组现在发现了一种方法，不仅可以增强这些纤维，还可以减少它们随着时间的推移而降解的趋势，使它们更加环保。

“竹子的强度几乎和低碳钢一样，但却更具柔韧性，”材料与制造研究所(Materials and Manufacturing Research Institute)的创始所长米拉尼博士(Dr. Milani)说。“由于重量轻、成本低、可得性好，竹子是一种很有前途的材料，但到目前为止，它有一个很大的缺点。”

竹子是世界上收获和使用最多的天然纤维之一，每年生产超过3000万吨。然而，它的天然纤维可以吸收水分，随着时间的推移，由于水分吸收和风化，纤维会降解和变弱。

研究小组使用一种称为塑化的过程来脱水竹子，然后将其与其他纤维和材料一起用作增强材料。然后他们将其固化成一种新的高性能混合生物复合材料。

1977年，Gunther von Hagens首先开发了塑化技术，目前已广泛用于动物、人类和真菌遗体的长期保存，现在已发现其在先进材料方面的应用。塑化确保了复合材料在短期和长期使用中的耐久性，该报告的合著者、UBC Okanagan大学最近的毕业生Daanvir Dhir说。

“塑化竹复合材料与玻璃和聚合物纤维混合，创造了一种比同类复合材料更轻、更耐用的材料，”Dhir说。“这项工作是独一无二的，因为之前没有研究过在合成纤维增强聚合物复合材料中使用这种塑化天然纤维。”

Dhir说，这种新型耐用的竹/玻璃纤维/聚丙烯复合材料，经过塑化技术处理，具有广阔的前景。

在业内合作伙伴NetZero Enterprises Inc.的支持下，这项研究表明，只要在竹子中添加少量的塑化材料，就可以增加复合材料的冲击吸收能力，而不会失去其弹性性能。这也降低了材料的降解率。

在优化这一过程上还需要做更多的工作，因为Dhir说，塑化目前是耗时的。但他指出，发现正确的塑化天然纤维成分的好处是，在许多行业中，不可降解的垃圾将大幅减少，环境足迹也会降低。

未来的研究正在优化和研究塑化其他天然纤维的效果，如亚麻和大麻。研究人员还建议，材料的生命周期分析应该在不同的应用中进行，并与非塑化样品进行比较。这将为环境足迹和机械耐久性影响之间的相应权衡提供一个更好的画面。

“在循环经济模式下，生物复合材料不断发现新的应用，”米拉尼博士补充道。“用于开发这些复合材料的创新方法将确保未来的收益。”

Journal Reference:

Daanvir K. Dhir, Reeghan Osmond, Kevin Golovin, Abbas S. Milani. A high-performance hybrid green composite using plastinated bamboo fillers, with reduced environmental degradation effect. Composite Structures, 2022; 282: 115123 DOI: 10.1016/j.compstruct.2021.115123

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