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  最近，德國開姆尼斯工業大學的研究人員開發出了一系列能夠大規模生產的生物基纖維塑料復合材料，這種材料可以作為玻璃和碳纖維增強塑料的替代品。

圖為一種生物基纖維塑料復合材料 

  輕量級結構研究所研究員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是可再生的生物聚合物。因此，產品的生命周期中，碳足跡明顯更好。”研究人員還說，使用連續的長絲可使復合材料在纖維方向上變得非常堅硬，剛性也會變得非常好。

  研究人員的主要目標是開發一種程序，使得用塑料和天然纖維制成的半成品可以大規模生產。目前，薄膜堆疊技術是最常見的做法。在這個過程中，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中，在壓力下使其熔融，并進一步在另一臺機器中將其加工成板材。對于連續程序，MERGE研究人員就必須設計出一臺新的壓光機。

  uali說：“與玻璃纖維或碳纖維相比，天然纖維具有特殊的特性：它們容易吸收液體。因此，加工之前，它們必須干燥。在研究所，我們開發了一臺干燥機，可以與壓光機緊密相連，幾乎沒有任何空隙。這樣，干燥后的纖維幾乎不會與潮濕的環境有任何接觸。”

  新開發出的Omega壓光機由幾個圓筒組成，亞麻纖維塑料薄膜理論上可以連續地被引導、加熱并壓在一起。在浸漬工藝及熱塑性預浸料坯冷卻之后，纖維基質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行進一步加工，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，并將其與注塑產品相結合。”

  生產程序目前是間歇性的，連續生產預浸料半成品后會停止一段時間。根據需要，將在許多不同的工廠里繼續生產。研究人員說，關于大規模生產，制造路徑還可以相應補充或組合。

  Ouali說：“我們將進一步嘗試各種類似于針織或非卷曲織物的纖維結構，或者以其他形式與不同的基質(例如薄膜或紡粘織物)相組合。”

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