最近，德國(guó)開姆尼斯工業(yè)大學(xué)的研究人員開發(fā)出了1系列能夠大范圍生產(chǎn)的生物基纖維塑料復(fù)合材料，這類材料可以作為玻璃和碳纖維增強(qiáng)塑料的替換品。

圖為1種生物基纖維塑料復(fù)合材料 。圖片來源：開姆尼斯大學(xué)/ Rico Welzel。

輕量級(jí)結(jié)構(gòu)研究所研究員Ahmed-Amine Ouali表示：“我們用亞麻等天然纖維來替換玻璃纖維或碳纖維，并且我們的塑料基質(zhì)是可再生的生物聚合物。因此，產(chǎn)品的生命周期中，碳足跡明顯更好。”研究人員還說，使用連續(xù)的長(zhǎng)絲可以使復(fù)合材料在纖維方向上變得非常堅(jiān)固，剛性也會(huì)變得非常好。

研究人員的主要目標(biāo)是開發(fā)1種程序，使得用塑料和天然纖維制成的半成品可以大范圍生產(chǎn)。目前，薄膜堆疊技術(shù)是最多見的做法。在這個(gè)進(jìn)程中，將單層材料(例如塑料薄膜或非卷曲織物加上塑料薄膜由于拉 力實(shí)驗(yàn)機(jī)可以測(cè)多種產(chǎn)品的性能)1層1層地堆疊在熱壓機(jī)中，在壓力下使其熔融，并進(jìn)1步在另外一臺(tái)機(jī)器中將其加工成板材。對(duì)連續(xù)程序，MERGE研究人員就必須設(shè)計(jì)出1臺(tái)新的壓光機(jī)。

uali說：“與玻璃纖維或碳纖維相比，天然纖維具有特殊的特性：它們?nèi)菀孜找后w。因此，加工之前，它們必須干燥。在研究所，我們開發(fā)了1臺(tái)干燥機(jī)，可以與壓光機(jī)緊密相連，幾近沒有任何空隙。這樣，干燥后的纖維幾近不會(huì)與濕潤(rùn)的環(huán)境有任何接觸。”

新開發(fā)出的Omega壓光機(jī)由幾個(gè)圓筒組成，亞麻纖維塑料薄膜理論上可以連續(xù)地被引導(dǎo)、加熱并壓陶瓷基復(fù)合材料除具有重量輕在1起。在浸漬工藝及熱塑性預(yù)浸料坯冷卻以后，纖維基質(zhì)半成品就被加工好了。它可以被卷起，并且能夠以各種方式進(jìn)行進(jìn)1步加工，通過將多層薄膜壓抑成所需尺寸，即可制備出剛性板。Ouali說：“我們還可以再次構(gòu)成半成品，并將其與注塑產(chǎn)品相結(jié)合。”

生產(chǎn)程序目前是間歇性的，連續(xù)生產(chǎn)預(yù)浸料半成品后會(huì)停止1段時(shí)間。根據(jù)需要，將在許多不同我們只能被迫下調(diào)裝置開工率的工廠里繼續(xù)生產(chǎn)。研究人員說，關(guān)于大范圍生產(chǎn)，制造路徑還可以相應(yīng)補(bǔ)充或組合。

Ouali說：“我們將進(jìn)1步嘗試各種類似于針織或非卷曲織物的纖維結(jié)構(gòu)，或以其他與不同的基質(zhì)(例如薄膜或紡粘織物)相組合。”