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          高純纖維素纖維可能成為新一代熱塑性塑料的輕質(zhì)增強(qiáng)材料。特殊紙漿供應(yīng)商Rayonier 功能纖維公司正與美國林業(yè)產(chǎn)品開發(fā)實(shí)驗(yàn)室合作，致力于研究纖維素纖維尼龍6的增強(qiáng)。同時纖維素纖維和粉末供應(yīng)商CreaFill Fibers 公司，也在研究如何利用纖維素強(qiáng)化HDPE、PP以及PVC等材料。利用纖維素纖維作為強(qiáng)化材料可以應(yīng)用在汽車零部件的模壓，以及型材擠出。
 
         1.Rayonier公司提供各種原生制備以及回收提取的纖維素纖維產(chǎn)
品，其型號根據(jù)纖維的長度和純度而變化。（放大200倍的纖維素纖維的照片。）

         作為一種常見的工業(yè)原材料，纖維素纖維在國際市場上的品質(zhì)和數(shù)量都有保證，與玻璃纖維相比，它具有質(zhì)輕、耐磨、價廉等優(yōu)點(diǎn)。用纖維素纖維強(qiáng)化的熱塑性塑料的強(qiáng)度可以達(dá)到玻璃纖維增強(qiáng)型塑料強(qiáng)度的2/3～3/4。純化的纖維素20￠/1b（價格大致為20美元/磅），其價格可能更高，這主要決定于纖維長度，純度以及纖維的形狀（如松散型還是緊密型）等。

        高純纖維素是從木質(zhì)紙漿中提取得到的。在造紙過程中通過漂白除去木質(zhì)素、半纖維素等，得到用于造紙和其他專業(yè)用途的酸性纖維（大約占50%的原生木質(zhì)成份）。純化的纖維素纖維早已在普通塑料的熱成型工藝中得到應(yīng)用，例如制備電線帽以及電源插座箱等。但是纖維素纖維還未在熱塑性塑料的注塑成型中進(jìn)行商業(yè)應(yīng)用。
 
       2.純化的纖維素纖維已經(jīng)在電線帽、電源茶座箱等熱固性塑料的制備
中應(yīng)用多年了?，F(xiàn)在科學(xué)家們正在檢測能否將其應(yīng)用在熱塑性塑料的制備中。

        在自動注塑成型工藝中的應(yīng)用

        最初纖維素被認(rèn)為是不適合在435F以上的加工溫度下使用，因?yàn)槔w維素中殘存的木質(zhì)素和半纖維素在這一溫度下會降解、焦化，從而導(dǎo)致加工件的變色，有時還會產(chǎn)生異味。Rayonier公司首先發(fā)現(xiàn)純化后的纖維素可以在435F以上的高溫下使用，將99％以上的木質(zhì)素和半纖維素除去后，纖維素就可以安全地熔融，復(fù)合加工到高溫工程塑料，如尼龍6和PBT中。

        Rayonier公司與林業(yè)產(chǎn)品開發(fā)實(shí)驗(yàn)室合作進(jìn)行纖維素的研究，并與2001年共同獲得專利，其基本內(nèi)容是在熔融溫度高于365F的熱塑性塑料中使用純度80％以上的纖維素作為強(qiáng)化材料。

         Rayonier公司與林業(yè)產(chǎn)品開發(fā)實(shí)驗(yàn)室將纖維素的應(yīng)用范圍集中在尼龍6以及PBT等高性能材料上，林業(yè)產(chǎn)品開發(fā)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家Daniel Caulfield 解釋說，這是因?yàn)槔w維素纖維的價格較高，因此其應(yīng)用領(lǐng)域也應(yīng)該定位于高性能工程塑料方面，而不是用聚烯烴制備的野餐桌或裝飾材料。

         Rayonier公司與林業(yè)產(chǎn)品開發(fā)實(shí)驗(yàn)室還合作開發(fā)出將低密度的纖維素纖維壓制成小球的方法，專利6270883仔細(xì)描述了這種工藝，它是利用Kahl式球磨機(jī)將纖維素纖維和粘結(jié)劑（羧甲基纖維素的鈉鹽）壓制成3－6mm的小球。這些纖維素纖維小球可以熔融后注入雙螺桿擠壓機(jī)中，最后制備出添加了纖維素纖維的熱塑性塑料小球。較松散的纖維素纖維則可以直接加入到正在工作的雙螺桿擠壓機(jī)中。

        目前Rayonier公司銷售的纖維素纖維小球包括硬木纖維制備的TerraCel 10J型和軟木纖維制備的TerraCel 20F型。硬木纖維TerraCel 10J型的平均長度約為0.04英寸（1毫米），而軟木纖維TerraCel 20F型的平均長度為0.1英寸（2.5毫米）。

         Rayonier公司在2001年申請的專利上還將添加33％纖維素纖維和2％耦合劑強(qiáng)化的尼龍6板材的性能與添加33％玻璃纖維強(qiáng)化的尼龍6的性能作了比較，見上表，可以看出纖維素纖維增強(qiáng)性材料在很多應(yīng)用領(lǐng)域都有不俗的表現(xiàn)。Rayonier公司與林業(yè)產(chǎn)品開發(fā)實(shí)驗(yàn)室將其產(chǎn)品提供給二三十家歐洲、美國和日本的公司作試用，大部分公司都是汽車零部件供應(yīng)商。

        用于聚烯烴的纖維素纖維

        Rayonier公司還推出稱為CreaTech TC 750型的纖維素纖維，專門用于低溫樹脂，如HDPE、PP、以及PVC材料的強(qiáng)化。CreaTech TC 750型纖維素纖維的長度約為0.7毫米，寬度為0.02毫米，長寬比35:1。

        Rayonier公司最近公布的一份數(shù)據(jù)，對添加和未添加偶聯(lián)劑的40％CreaTech TC 750型纖維素纖維強(qiáng)化的0.5-MI HDPE材料的力學(xué)性能作了比較。研究表明，未添加偶聯(lián)劑的注塑成型板的的彎曲強(qiáng)度為7570 psi，缺口伊佐德為2.5ft-lb/in。而添加了2％聚硫橡膠偶聯(lián)劑3009的彎曲強(qiáng)度為7910 psi，缺口伊佐德也提高至2.6ft-lb/in。（聚硫橡膠偶聯(lián)劑以及相關(guān)測試數(shù)據(jù)都是由Crompton公司提供的）。

        Rayonier公司認(rèn)為這種纖維素纖維強(qiáng)化的HDPE材料很有可能在屋頂防護(hù)膜、池塘防水膜、地毯襯里以及汽車零部件的制備中得到應(yīng)用。

        Rayonier公司提供的纖維素纖維既有從原生木漿中制備的，也有從廢紙中回收提取的。他們的形狀可以是松散型的，小球狀的，以及微球型聚集在一起的。從木漿中制備的原生纖維素是阿爾法型的，其性能優(yōu)于回收纖維素，阿爾法型纖維素纖維可以在428F的高溫中加工使用，不會焦化，而回收纖維素纖維的最高使用溫度只有392F。