复合材料的新宠-天然纤维复合材料

现下，高分子材料的研究和工程领域的应用，已逐渐向纤维增强的复合材料转变。这些复合材料主要包括玻纤增强的复合材料、碳纤增强的复合材料以及芳纶纤维增强的复合材料等。这些纤维增强复合材料目前已经被广泛应用于航空、火车、汽车、建筑、休闲用品和体育器材等领域。然而，这些复合材料却存在着回收、后处理和可持续发展等问题。随着不可再生资源的不断消耗，可再生资源的开发利用对于国家经济的可持续发展、材料领域的可持续发展显得尤为重要。

近几年来，来自世界各国的许多复合材料领域科研人员，都对天然纤维在复合材料领域的应用产生了浓厚的兴趣，尤其是如何用天然纤维替代玻纤和碳纤。

我们知道剑麻纤维、黄麻纤维、亚麻纤维等天然纤维能够有效增强复合材料，且从麻类植物的分布来看，我国的麻资源十分丰富，如何有效提高其应用效率和附加值，不仅对绿色复合材料有巨大的推动作用，对我国麻纺织行业乃至整个纺织行业的技术进步、结构调整、效益增加都将有很大的推动作用。

在 2018JEC 复合材料展中，瑞士的 Bcomp 公司展出了多种天然纤维材料织物、PowerRibs 天然纤维增强材料及其复合材料。

天然纤维增强复合材料制品

天然纤维增强复合材料制品

由 Depestele 公司和 Ecotechnilin 公司合作开发的 Lincore® 层压板，用亚麻织物和无纺芯层制成，为卷状或片状。该新产品有连接层，例如通过针刺法连接，它是 100% 的天然纤维织物或者是含有部分热塑性塑料（PP、PLA、PA 等）的织物。Lincore® 是一种即时可用的夹层材料，适合于标准工艺，如 RTM、灌注、热压、冲压和热成型。

Lincore® 层压板

除了纯天然纤维增强复合材料以外，通常还可以采用天然纤维与其他纤维（玻璃纤维、碳纤维等）进行混杂增强，在降低原有复合材料密度、成本的同时改善某些力学性能（冲击性能、振动阻尼性能等）。

RWTHAACHEN UNIVERSITY 亚琛工业大学研制的亚麻纤维 / 玻璃纤维的混编织物

SHD composites 公司的碳纤维 / 麻纤维复合材料

虽然天然纤维复合材料有众多优点，但是还存在一些问题必须重视与亟待解决：

1、由于天然纤维表面的亲水性，与树脂基体的界面结合不佳；

2、由于天然纤维自身的特点，复合材料的力学性能离散系数偏大；

3、复合材料的吸水率偏高。

拓展阅读：

Bcomp 是一家位于瑞士弗里堡的天然纤维复合材料创新企业。powerRibs® 是 Bcomp 公司旗下一种极轻的天然纤维增强复合材料，以可持续的方式展现其出色的性能。与其他传统复合材料相比，powerRibs® 材料具有出色的阻尼性能，并提供具有竞争力的价格。

Depestele 集团是欧洲亚麻的第一家民营制造商，该集团目前也在开发能够被复合材料行业直接应用于结构应用的纤维。LINCORE ® 是该集团旗下的一款含有专门应用于复合材料市场长亚麻纤维的亚麻织物半成品，这些产品由 100％亚麻或与热塑性纤维（PLA，PP，PA 等）混合制成复合材料部件，可使用热成型工艺成型。

专家介绍：

葛曷一，男，湖北荆州人，教授，工学博士，主要从事树脂基复合材料、碳材料及其复合材料、植物纤维复合材料方面的研究。现任济南大学材料科学与工程学院复合材料与工程专业负责人，山东复合材料学会秘书长，担任 10 余种国际期刊兼职审稿人。

主持国防 863 子项目、总装部装备预先研究子项目、山东省科技重大专项计划项目、山东省优秀中青年科学家科研奖励基金项目、10 余项横向项目，参加了多项国家、省部级科研项目，取得省级鉴定成果 3 项。获授权国家发明专利 20 余项，发表学术论文 60 余篇，其中第一和通讯作者 SCI 收录 36 篇 / EI 收录 10 篇。