天然可降解纤维纺织结构复合材料综述

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1、天然可降解纤维纺织结构复合材料综述姓名：杨涛学号：1015033005摘要：本文阐述了天然纤维复合材料的现状及发展趋势，还介绍了天然纤维增强复合材料的最新工业用途。同时还介绍一些大学研究的情况、各种工业产品以及在航空领域中的可能应用，从超轻型飞机上的非结构性零件开始。关键词：天然纤维;纺织结构;复合材料。1天然纤维增强复合材料简介材料是国民经济和社会发展的基础和先导，与能源、信息并列为现代高科技的三大支柱。随着世界经济的快速发展和人类生活水平的提高，以及健康意识和消费意识的增强与成熟，人们对材料及其产品的需求日益增长，且越来越认识

2、到环境问题的重要性，环境材料已成为国际高科技新材料研究中的一个新领域。各国在研究具有净化环境、防止污染、替代有害物质、减少废弃物、资源再利用等方面做了大量工作，并取得了重大进展。目前，各个行业都致力于传统材料向环境材料的过渡或转型，绿色工程已经以其不可阻挡之势迅猛发展起来。在环境材料中，天然纤维以其资源丰富、可再生且能自然降解的优势占据了重要地位，并且扮演越来越重要的角色。复合材料是适应现代科学技术发展而涌现出的具有强大生命力的材料，它由两种或两种以上性质不同的材料，通过各种工艺组合而成。复合材料的各个组成材料在性能上起协同作用，

3、得到单一材料无法比拟的综合性能。它具有刚度大、强度高、质量轻等特点，可根据使用条件进行设计与制造，以满足各种特殊用途，从而极大地提高了工程结构的性能。天然纤维复合材料由天然纤维和基体组成。纤维作为增强体分散在基体中，起最主要的承载作用。目前已经把麻、竹纤维大量用作木材、玻璃纤维的替代品来增强聚合物基体，与合成纤维相比,天然纤维具有价廉质轻、比强度和比模量高等优良特性。最为关键的是天然纤维属可再生资源，可自然降解，不会对环境构成负担。以天然纤维为增强体的复合材料同样具有优良的性能，随着技术的提高，应用领域已从航空航天和国防军工扩展到

4、建筑与土木工程、陆上交通运输、船舶和近海工程、化工防腐、电气与电子、体育与娱乐用品、医疗器械与仿生制品以及家庭办公用品等各个部门。2纺织复合材料低成本制造技术进展由于纺织复合材料不仅具有比强度高、比刚度大和重量轻等独特优点,而且还具有能和机械、电子等学科进行交叉,开发出可设计性材料结构的潜力,因而一直以来备受航天企业青睐。复合材料构件的成本远高于铝合金构件,高成本已经成为其更广泛应用的障碍。随着纺织复合材料应用领域的不断扩大,以及航空航天、体育娱乐、交通运输等行业的迅猛发展,纺织复合材料的低成本制造技术显得越来越重要。可以预见,不

5、久的将来复合材料研究生产工作将以降低制造成本为核心展开。因此,如何降低复合材料成本成为目前复合材料研究的一项十分重要的内容。复合材料的成本由纤维、树脂、结构与预浸料和制造成本等成本因素组成,其中制造成本约占72%左右,纤维占13%,结构与预浸料占10%,树脂占5%,因此,降低复合材料的制造成本是降低材料成本的关键。当前有关复合材料低成本制造技术的研究工作主要涉及:(1)采用高效、快速成型的固化方法:电子束、离子束、微波、红外技术;(2)采用高效、快速成型工艺:如RTM、RFI成型和真空吸注成型;(3)推广自动化、机械化生产:如自动

6、铺带技术、自动铺放技术、纤维缠绕技术;(4)研制常温常压条件下固化基体树脂等。3天然纤维增强复合材料的工业应用由于对环境的关注度不断上升，人们对天然纤维复合材料（NFC）和生物降解材料的开发又重新燃起了兴趣，这对纤维增强塑料来说会是一种新型环保的选择。这些材料有许多优点，包括特有的力学性能、良好的热性能、隔音绝缘特性、低密度、降低的工具磨损、优异的成型性以及安全的碰撞表现（无裂缝）。它们无毒、环保、低成本，容易获得，有助于工作环境更健康、更安全。因此，天然纤维（NF）可以作为低成本增强材料替代玻璃纤维。考虑到有可能采用相同的工艺、

7、工具、员工、设备、控制装置和技术，因此在成本合理的情况下一个简单的替代是可能的。4天然植物纤维聚合物基复合材料的研究进展我国在2000年前就利用麻丝和大漆制造漆器。植物纤维与合成树脂进行复合材料的研究,最初是以粉状形式的木纤维作为填料加到热固性塑料中。20世纪80年代后,人们开始对植物纤维/热塑性塑料复合材料进行研究,其中以印度、日本、欧美等国最为活跃。研究者用偶联剂、分散剂等方法来改善木纤维与聚烯烃塑料(PE、PP等)的相容性,得到了较好的结果,并初步探讨了木纤维增强聚烯烃塑料的增强机理。一些植物纤维/热塑性塑料复合材料也实现了

8、商品化,如德国用45%木纤维增强聚丙烯板材造汽车制件,用木纤维增强热塑性塑料的减震压延片材等,产生了很大的经济效益。印度用黄麻、亚麻和剑麻纤维作为热固性和热塑性聚合物的增强材料,其制品也开始在工程上应用。我国有丰富的天然植物纤维资源,特别在我国南方