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  最近，德國開姆尼斯工業(yè)大學(xué)的研究人員開發(fā)出了一系列能夠大規(guī)模生產(chǎn)的生物基纖維塑料復(fù)合材料，這種材料可以作為玻璃和碳纖維增強(qiáng)塑料的替代品。

圖為一種生物基纖維塑料復(fù)合材料 

  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代玻璃纖維或碳纖維，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�！毖芯咳藛T還說，使用連續(xù)的長絲可使復(fù)合材料在纖維方向上變得非常堅(jiān)硬，剛性也會(huì)變得非常好。

  研究人員的主要目標(biāo)是開發(fā)一種程序，使得用塑料和天然纖維制成的半成品可以大規(guī)模生產(chǎn)。目前，薄膜堆疊技術(shù)是最常見的做法。在這個(gè)過程中，將單層材料(例如塑料薄膜或非卷曲織物加上塑料薄膜)一層一層地堆疊在熱壓機(jī)中，在壓力下使其熔融，并進(jìn)一步在另一臺(tái)機(jī)器中將其加工成板材。對(duì)于連續(xù)程序，MERGE研究人員就必須設(shè)計(jì)出一臺(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)了一臺(tái)干燥機(jī)，可以與壓光機(jī)緊密相連，幾乎沒有任何空隙。這樣，干燥后的纖維幾乎不會(huì)與潮濕的環(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)、加熱并壓在一起。在浸漬工藝及熱塑性預(yù)浸料坯冷卻之后，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)一步加工，通過將多層薄膜壓制成所需尺寸，便可制備出剛性板。Ouali說：“我們還可以再次形成半成品，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)停止一段時(shí)間。根據(jù)需要，將在許多不同的工廠里繼續(xù)生產(chǎn)。研究人員說，關(guān)于大規(guī)模生產(chǎn)，制造路徑還可以相應(yīng)補(bǔ)充或組合。

  Ouali說：“我們將進(jìn)一步嘗試各種類似于針織或非卷曲織物的纖維結(jié)構(gòu)，或者以其他形式與不同的基質(zhì)(例如薄膜或紡粘織物)相組合�！�

  論文鏈接：https://www.scientific.net/KEM.742.255