申屠玲琳 劉亞男 吳婧婧 曹肖森
摘 要: 本文通過對椰纖維特性的探索與研究,進以探究椰纖維的應用現(xiàn)狀及椰纖維材料的未來應用可能性,使得椰纖維這一綠色環(huán)保的新材料進入大眾視野。
關鍵詞: 椰纖維;植物纖維;復合纖維;環(huán)保材料
【中圖分類號】TQ340.1 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-3733(2020)08-0243-01
1 椰殼纖維特性分析
本文中的椰殼纖維是指青椰子的中果皮(椰衣),位于種皮(可食用椰肉外層)與綠色外果皮的中間層,是椰子中韌性較大的部分,呈現(xiàn)與生長方向一致的纖維方向。
剛剝開的果皮呈乳白色,置于空氣中氧化后微微泛黃,長度為5-15cm不等,屬中等長度纖維,靠近椰殼的纖維更粗更長,韌性更佳。
椰纖維主要由纖維素、木質素、半纖維素等組成,纖維素含量低,木質素含量高,使得纖維在力學特性上表現(xiàn)良好,受力時形變大,緩沖好,能吸收一定沖擊能量,韌性佳。
形似海綿獨特的孔狀結構使其與其他材料復合時表現(xiàn)良好,通過堿處理褪去其表面蠟質層后更易復合。此外,由于這種特性,纖維在隔音、持水、保溫、質輕等方面也表現(xiàn)良好,是一種應用領域廣泛的環(huán)保材料。
通過其他學者以及本組的研究可得,椰纖維有如下特點:柔韌、堅實、纖維粗重不均勻、隔音、耐燃、保溫、持水性強、易降解、透氣、輕盈、不易腐爛、價格低廉等。
2 椰殼纖維應用現(xiàn)狀
椰纖維的進出口貿易主要來自印度、斯里蘭卡、泰國。這些國家對椰纖維的生產研究較深入且完善,2013年便合作發(fā)展了幾種椰纖維產品:墊子、地毯、羅網等??傮w上看,椰纖維主要在防沙固土、家用清潔、園藝方面應用較廣。
防沙固土方面,菲律賓成功研制出的“椰纖維種植護坡網技術(MCF技術)”在防治水土流失、恢復植被上有相當?shù)膬?yōu)勢。實驗表明,椰纖維編織網具有很強的含水性,且不怕冷、熱、不腐爛,可以達五年之久,五至十年后,自然降解為有機土壤。沙土被纖維地衣網罩后流動減慢,可有效抵抗雨水沖刷,促進植被生長。綜合來講,椰纖維護坡是目前所運用的護坡技術中最為有效、低廉、環(huán)保的。
家用清潔方面,現(xiàn)有椰棕地墊、油刷、抹布,利用了椰纖維堅韌、持水性佳、價低輕便的特點,功效與海棉濾網類清潔產品類似,但更為環(huán)保。
園藝方面,主要利用其持水性佳、透氣性好、質量輕、天然植物纖維的特點,用作花籃、纖維土等,減少風沙影響,保護植株,增加量產。
上至航天下至運輸,椰纖維被運用到越來越多的領域,例如替代聚氨酯材料生產的汽車座椅靠背,透氣性回彈力佳,防潮防蛀可降解。又因其優(yōu)秀的持水特性,經常被用于農業(yè)灌溉系統(tǒng)及水培領域。在生活用品上也有涉及,可將椰纖維加工為椰碳纖維布料,如:牛仔褲、運動服、內衣、床墊等。
3 椰殼纖維復合植物纖維應用前景
椰纖維復合材料利用在我國取得了許多成就,普遍用以加強單一材料的韌性和強度,例如部分學者題出利用竹纖維、椰纖維與水泥復合,將椰纖維作為玻璃纖維的代替物用于建筑材料,或可作為熱固性樹脂、熱塑性樹脂、天然橡膠等的增強材料,利用不同增強體的性能互補,進行椰纖維混合復合材料的研究開發(fā)。在未來,椰纖維在建筑復合材料領域的應用仍然可觀。
而由于植物纖維較為脆弱的特點,雖然有良好的力學性能,卻不能直接應用,部分學者研究了椰纖維-聚乳酸復合材料,一方面提高材料利用率,一方面此類材料天然環(huán)保,可自然降解,在環(huán)保意識越來越強的未來,不失為一種新方向。
作為一種輕便、透氣、價低的環(huán)保材料,經加工深造后,亦可在運動服飾中開辟一片天地。
除了在物理、化學結構上的改變研發(fā),本小組還探究了椰纖維編織技藝,嘗試利用纖維柔韌、透氣的特點,研發(fā)椰纖維編制制品,將這一天然綠色材料推入大眾直觀的視野。
越來越多的研究,使人們對椰纖維復合材料有了更多的認識,也研發(fā)了更多的椰纖維復合材料,讓這些新型的復合材料可以在更多的領域得到應用,如建筑、家具、日用、服裝、醫(yī)療等等。
4 結語
隨著科技進步與環(huán)保意識的增強,新型生物材料研究越來越受到專家學者們的關注,如香蕉葉編織包、菌絲面料等,椰纖維是天然植物材料的一種,盡管在部分領域已有應用,但并未完全發(fā)揮其特性,大眾認知薄弱,其纖維完整性和肌理可在日用品中發(fā)揮獨特作用,增加材料知名度。
相對于椰子加工較為發(fā)達的國家,我國椰子加工企業(yè)在生產規(guī)模、加工技術上還都有一定差距,資源未能進行整合共享,產業(yè)化程度不高,這需要在充分利用天然資源的基礎上,制定相應條例保護環(huán)境、規(guī)范市場秩序,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。另外借助互聯(lián)網的優(yōu)勢簡易流程降低椰子交易成本,幫助椰子進一步走向精深加工。
對于椰纖維方面的開發(fā)也還處于探索和實驗的狀態(tài),由于其跨學科合作的特點,真正推廣使用仍需時間。我國在這方面研究的人員并不太多,缺乏系統(tǒng)性的經驗指導和過硬的技術。雖然在護坡、床墊生產等方面已較為成熟,但總體來講產品類型還比較單一,受眾不廣?!敖鹕姐y山,不如綠水青山”,椰纖維作為一款環(huán)保材料,取材簡單,發(fā)掘潛力大,符合可持續(xù)發(fā)展的生產需求。希望在不斷地實踐和總結后,椰纖維能夠在經加工后走入人們生活的方方面面,合理利用最大化。
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