濕度的影響
為了開發具有良好機械性能和環保性能的復合材料,有必要通過合適的偶聯劑與化學反應使纖維具有疏水性,或者找到合適的樹脂涂層。
聚合物涂層能夠有效提高黃麻纖維的增強性能,可以提高20~40%的彎曲強度和40~60%撓(彎)曲模量。這樣不但能夠提高纖維基樹脂浸潤性,而且能夠提高黏結強度。
為了克服樹脂和黃麻纖維不能有效結合的弱點,一種多功能樹脂被用作生產黃麻纖維復合材料的中間劑,因此黃麻纖維復合材料在力學性能方面也有顯著改進。
黃麻-玻璃纖維的組合可以很好在這一領域中應用。這種纖維組合制成的復合材料在機械性能方面具有大幅改進。
雖然黃麻-纖維復合材料具有廣泛的潛在用途,但是在印度卻沒有人將其推廣至商業市場,因為其商業開發還需要大量的努力工作。
據國家黃麻纖維研究所(National Institute of Research on Jute and Allied Fibre Technology 以下簡稱NIRIAFT)發布的報告顯示,通常用于模壓的聚酯樹脂基黃麻復合材料,樹脂攝入量最大是到 40 %。在黃麻纖維復合材料在生產過程中可以使用熱壓成型和手糊成型兩種工藝。
因此,為了擴大黃麻纖維在復合材料中的潛在應用領域,就必須專注于三個領域的研究工作:纖維改性,樹脂和偶聯劑。
印度在該領域取得的進展
NIRJAFT已開發出一系列新型黃麻及其它天然纖維復合材料制品,主要基于熱壓成型和手糊工藝。
雖然印度國家研究機構已經投入對黃麻復合材料的研發工作,可是要使其實現商業化仍需努力。目前該國設立了“黃麻基復合材料—木材產品的理想替代品”項目,以幫助其加速商業化進程。該項目旨在推動黃麻纖維表層椰殼纖維復合材料層壓板的發展。天然纖維如椰殼纖維和黃麻纖維通常在生產中與酚醛樹脂是搭檔。
隨著越來越多的生產商看重燃油效率成本,黃麻復合材料將越來越多的領域中一展拳腳,例如汽車、火車車廂。事實上,印度鐵路列車市場領域有巨大的發展潛力,當然也是一個尚待開發的天然纖維復合材料應用領域。
*楊氏模量(Young's modulus)是表征在彈性限度內物質材料抗拉或抗壓的物理量,它是沿縱向的彈性模量,也是材料力學中的名詞。1807年因英國醫生兼物理學家托馬斯•楊(Thomas Young, 1773-1829) 所得到的結果而命名。根據胡克定律,在物體的彈性限度內,應力與應變成正比,比值被稱為材料的楊氏模量,它是表征材料性質的一個物理量,僅取決于材料本身的物理性質。楊氏模量的大小標志了材料的剛性,楊氏模量越大,越不容易發生形變。 楊氏彈性模量是選定機械零件材料的依據之一是工程技術設計中常用的參數。楊氏模量的測定對研究金屬材料、光纖材料、半導體、納米材料、聚合物、陶瓷、橡膠等各種材料的力學性質有著重要意義,還可用于機械零部件設計、生物力學、地質等領域。測量楊氏模量的方法一般有拉伸法、梁彎曲法、振動法、內耗法等,還出現了利用光纖位移傳感器、莫爾條紋、電渦流傳感器和波動傳遞技術(微波或超聲波)等實驗技術和方法測量楊氏模量。