环保和可持续趋势下植物纤维将迎来快速发展六大主要应用造就黄金市场m6米乐app官网下载

　　面对环境污染问题日益严重，社会环保意识逐渐提高，向自然取材利用的趋势也日渐成熟，植物纤维环境友善、轻量化、低耗能与可再生等特性备受关注，在可预见的未来定会有高度发展。 然而植物纤维为非均质材料，其组成构造复杂，表面含亲水性羟基，与基质之亲和性需要特别处理，以提升复材性质。 植物纤维用于复材，却多半局限在短纤维、非连续纤维，原本优异性能尚未充分发挥，只单纯作为填料，若能导入编织工艺技术是为良好解方。

　　植物纤维与人类的日常生活一直是密不可分的，因取得便利与可再生的特性，让植物纤维成为人类生活不可或缺的重要材料。 但随着科技的进步与石化产业的兴起，人造纤维与塑料因生产技术高度发展与产品多样化与耐久性佳等优点，逐渐替代植物纤维成为主流材料。 但石油并非可再生资源，且该类产品废弃后所造成的垃圾处理问题、制造过程中产生大量的污染排放等缺点，使人们不得不重新思考材料的利用性。 在环保与永续的趋势下，天然植物纤维重新获得重视，近年来使用植物纤维作为加固材的复合材料（Composite Materials）开始受到关注。

　　复材结构可藉由制程进行设计。 基质包裹纤维提供材料完整且特定的形体，并且保护纤维不受到环境的影响而劣化，也扮演纤维间传递应力的桥梁;而纤维则以 其优异的机械性能承载大部分的外力，并可透过特定排列达到不同功能。 植物纤维由于其密度低、强度高，因此制成FRP复材时可提升机械性能并维持较低的密度。 此外，植物纤维多为植物细胞集合体，其中的空腔与间隙可为材料带来绝佳的隔热性能。 在面对外来能量（如振动）时也得益于其多孔性，使能量快速消散。 再者，植物纤维的完整制程所排放污染与使用的化学品量较少，操作温度较低，具有较低耗能的优势，加工过程对机械的磨损程度也较低;再加上植物纤维天然可再生的特性，在合理管控下可达到永续生产。 在现代科技的辅助下，对于材料的分解与耐候性已有较好的掌控，使其在产品使用生命周期后可分解，不会造成废弃物累积，且分解所排放的碳也是最初生长时来自大气中的碳源，可达到碳中和。

　　相较于人造纤维，植物纤维为非均质材料，其组成构造极为复杂，主要化学组成分为纤维素（Cellulose）、半纤维素（Hemicellulose）及木质素（Lignin）以及其他少量物质。 纤维素为葡萄糖所构成之直链状高分子，彼此以氢键互相结合，再互相缠绕而成微纤维（Microfibril），微纤维以特定形式排列交织，并由半纤维素与木质素包覆而形成植物细胞。 构造上，植物纤维并非均匀的圆柱状纤维，而是具有不规则断面与随机缺点的中空纤维，其机械性质在组成上受到化学成分比例、微纤维度、结晶度及细胞壁的层数与厚度等因子影响。

　　丰田旗下的零部件厂商丰田铁工与名古屋大学开始合作开发植物纤维。将从甘蔗近亲属的茎提取“纤维素纳米纤维（CNF）”，取代在汽车树脂产品中掺入的玻璃纤维。

　　据悉，丰田铁工计划到2024年实现产品化，为温室气体减排贡献力量，而该产品未来主要的课题是降低成本。资料显示，玻璃纤维的单价为约200日元/kg，而CNF为约2000日元/kg，是玻璃纤维的10倍。为了降低价格，丰田铁工和名古屋大学正在研究通过制造工艺从高粱高效分离CNF。

　　丰田铁工还开始考虑将生物酒精销售给电力公司，再用这笔钱重新购买制造CNF的原料高粱。此外，为实现量产，双方还在确保栽培高粱的弃耕地上合作。

　　纤维素乙醇，是以农作物秸秆与壳皮、林业边角料等植物纤维为原料制造而成的燃料乙醇。为应对能源危机、保护生态环境，燃料乙醇受到关注。一直以来，乙醇是以粮食为原料制得，随着燃料乙醇需求攀升，此领域粮食消耗量不断增加，可能会导致粮食安全问题。纤维素乙醇以农林废弃物为原料生产燃料乙醇，可提高资源利用率、避免粮食浪费，因此被寄予厚望。

　　全球农作物秸秆产量庞大，以我国来看，我国每年农作物秸秆产生量达到9亿吨以上，早期主要处理方式是焚烧，不仅会造成资源浪费，还会造成空气污染，因此纤维素乙醇技术发展可行性高。生物质中的糖以纤维素、半纤维素形式存在，其中，纤维素糖使用传统发酵法可以转化为乙醇，而半纤维素糖转化难度高，并且，不同的植物纤维素成分存在差异，因此纤维素乙醇技术难度高。

　　现阶段，纤维素乙醇制备工艺主要有酸水解法、酶水解法、发酵法、联合生物加工法等。其中，酸水解法包括浓酸水解与稀酸水解两种，其收率较高，可处理不同原料，但存在污染性；酶水解法反应条件温和，对环境友好，但生产效率低，成本高；发酵法与联合生物加工法仍在探索过程中，特别是联合生物加工法理论上是最优良的纤维素乙醇生产方式，因此其技术研究还在不断深入。

　　根据新思界产业研究中心发布的《2021-2026年中国纤维素乙醇行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，在海外市场中，已经开始纤维素乙醇商业化布局的企业主要有美国杜邦、美国POET-DSM、美国Abengoa、德国Clariant、意大利Beta Renewables、巴西GranBio等；在我国市场中，纤维素乙醇行业主要参与者有河南天冠集团、山东龙力生物、安徽国祯集团、大唐新能源、中粮集团等，既有内资企业，也有合资企业。全球纤维素乙醇行业规模正在不断扩大。

　　我国政府大力推动乙醇汽油覆盖率提升，利好我国纤维素乙醇行业发展。2017年9月，国家发改委、国家能源局等十五部门联合印发《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》，提出到2020年全国范围内基本实现车用乙醇汽油全覆盖，到2025年力争纤维素乙醇实现规模化生产。在此背景下，我国纤维素乙醇行业迎来发展机遇。

　　在汽车、航空、轨道交通、船舶、建筑、过滤甚至家用领域，植物纤维复合材料都有选择的余地，那植物纤维复合材料能否迎来发展的春天？下面我们一起盘点下植物纤维增强复合材料的一些应用情况。

　　近年来，由于全球对环境和资源问题的日益关注,越来越多的汽车制造商开始寻求可持续发展材料来制备汽车零部件。梅赛德斯-奔驰、宝马、奥迪和大众等德国汽车制造商大规模地在汽车内部和外部部件使用植物纤维增强复合材料。

　　不管是迈凯轮赛车的第一个植物纤维F1座椅，保时捷Cayman 718 GT4 CS MR的全植物纤维车身套件，日本丰田汽车公司开发的由甘蔗制成的生态塑料汽车内饰，还是沃尔沃采用植物纤维作内饰材料的Polestar Precept量产车型，都是植物纤维复合材料在汽车领域的探索应用。

　　利用多层级界面损伤断裂设计概念与多尺度声学结构细观设计原则,采用植物纤维增强复合材料制备了大型水陆两用运输机蛟龙 600 原型机的前机舱内壁板,不仅取得了较好的减重、隔音等效果,还增加了机舱结构的美感。这是植物纤维复合材料首次在国内飞机结构内饰上的亮相,该新产品和新技术向国内外传递了一种非传统、选择性的材料与结构的替代方案，为展示推动低碳、减排的“绿色航空”发挥了非常积极的作用。

　　针对某型飞机舱内噪声过大所带来的困扰,研究人员采用平纹苎麻纤维织物、酚醛树脂与芳纶蜂窝通过热压罐工艺制备了力学性能优异、隔声量高、重量轻、阻燃性好的内饰板和防冰板结构。这些结构已通过了相关环境适应性试验,并得到示范应用,这一应用也证明植物纤维增强复合材料可以成为满足航空领域兼顾减重、降噪等需求的新型材料。近年来,通过多个航空舱内结构件的示范应用表明苎麻、亚麻等生物质材料能够跟当前飞机制造所选用的玻璃纤维相竞争,证明了绿色复合材料在航空这一具有挑战领域的应用潜力。

　　近年来,基于植物纤维增强复合材料的高的比力学性能和优异的阻尼性能,以及资源友好、绿色环保等特点,植物纤维增强复合材料也已开始被用于制造冲浪板、羽毛球拍、钓鱼竿滑雪板、雪杖等体育用品,在赋予这些用品更优异的性能的同时,也实现了体育休闲用品可持续发展的目标。

　　利用植物纤维特殊的空腔结构、阻尼特性及其连带的时尚性,近年来复合材料展会上也出现了一些使用植物纤维增强复合材料制造的音箱和以吉他为代表的乐器，这些新设计和新产品尚不足以冲击音乐和音响的传统市场,但不失为一种时尚的补充。有报道指出,采用植物纤维增强复合材料制备的乐器具有更佳的音色。

　　通过真空灌注工艺制得苎麻纤维/玻璃纤维增强聚酯混杂复合材料内饰板结构,并将染整图案的苎麻织物作为该内饰板表面装饰层,也已在轨道交通车辆中得到示范应用。该内饰板易于制造,且能承载吸收噪声并减振,比传统内饰板仅有的装饰作用更具性价比优势。

　　例如，昆明地铁1号线车厢中间侧墙大开口苎麻纤维/玻璃纤维增强混杂复合材料壁板制备过程。该复合材料制件经过三年以上的试运行，取得了较好的内饰结构减重、隔声的效果，实现了连续植物纤维增强复合材料在我国轨道工具内饰材料领域的首次验证及应用。

　　在国家大力倡导建设环境友好型社会和实现可持续发展的背景下，开发植物纤维增强树脂基复合材料助力绿色建筑产业发展，已经成为国内外先进材料及技术领域共同关注的话题。

　　我国植物纤维资源十分丰富，通过研制高性能植物纤维增强复合材料结构,并实现其在航空、轨道交通、汽车、船舶及建筑等领域的规模化应用，不仅能够提高植物纤维的附加值和利用效率，而且对于解决全球环境和资源问题具有积极的意义。m6米乐app官网下载m6米乐app官网下载