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工业用大麻纤维增强复合材料研究 张建春1，郝新敏1，郭玉海2 (1．总后勤部军需装备研究所，北京100088；2．上海新特纺织材料研究中心有限公司) 摘要采用半脱胶方式，使大麻纤维表面残留部分蜡质，增加了与树脂体系的相容性。探讨 了大麻抗菌原理，为研制天然抗菌型复合材料奠定基础。研制了无纺毡和棉条加工设备、大麻纤 维造粒小样机，改进了挤出模压设备。研究了大麻纤维粒子、无纺毡等增强复合材料的性能，所 研制的复合材料达到了军用空投箱的要求。 关键词：大麻纤维增强复合材料纤维粒子无纺毡 1前言 (2)亚麻纤维毡增强复合材料与玻璃布增强 合理利用自然资源，维持自然系统的平衡， 复合材料的强力和模量相比较低，这主要是因为 减少环境污染，是可持续性发展战略的重要内 研究中采用的增强材料加工方法，增加纤维的体 容。石油属不可再生资源，废弃的塑料制品形 积含量有一定的困难，使得亚麻纤维毡增强复合 成严重的“白色垃圾”。木材虽是可再生的资源， 材料的纤维体积含量远低于玻璃布增强复合材料 但一般的木材都是多年生植物，乱砍乱伐引起 的纤维体积含量；其次是由于亚麻纤维在强力和 严重的生态和环境问题。而农业资源中的植物 模量上与玻璃纤维有较大的差距。 纤维(叶子纤维、木质部纤维、韧皮纤维、果实 (3)对于天然纤维与丙烯酸基环氧大豆油树 纤维)则是一种丰富的原材料资源，属环境友 脂的复合材料，当天然纤维含量在20％。55％范 好、无污染、可再生、可降解循环生物质原料。 围内时复合材料的柔性模量可达2～6GPa．而编 因此，基于资源、环境和价格的考虑，天然纤 织好的E一玻纤与相同树脂制备的复合材料的模 维复合材料则可以充分利用天然纤维和可循环 量可达17GPa。 利用塑料的优势，加工出可以替代木材，甚至 (4)短大麻纤维与不饱和聚酯树脂复合材料， 替代玻璃纤维增强热塑性塑料复合材料的材料， 当长径比为60的纤维含量为25％时，复合材料 在建材、汽车、装饰和运输等行业具有广阔的 应用前景。 麻纤维含量相同，而长径比为125时，模量和冲 目前，天然纤维增强复合材料也有少量应用 的例子。福特公司率先用大麻纤维和Bioforee下，E一玻纤增强不饱和树脂的复合材料的模量 450牌短切大麻纤维毡，以RTM成型高顶 Hemp 和冲击强度分别为7．8GPa和34．7kJ／舒。可以看 Ford Transit封闭货车厢里的FRP行李架。效果令出，短的大麻纤维增强不饱和聚酯树脂的模量与 玻纤的效果相近，而冲击强度值只有玻纤的三分 人满意。英国的Concargo复合材料模塑公司已采 用RTM工艺为FordTransit运货卡车开发了一种之一。 长植物纤维增强的复合材料包装搁板，但工艺尚 作者简介：张建春，材料学博士。现任总后勤部军需装备研 需进一步完善。但该技术大都处于研究阶段。研 究所总工程师，高级工程师，四川大学、北京化工大学、 究人员对黄麻、亚麻、大麻等纤维增强复合材料 上海东华大学博士生导师，主要从事功能高分子材料和特 作了一些探讨，取得了有意义的结论【卜6J： 种防护材科研究。曾获国家科技进步一等奖1项，二等奖1 (1)为提高纤维含量和解决落麻纤维在复合 项，国家科技发明二等奖1项，军队科技进步一等奖7项， 材料中的分散问题，采用纤维无纺毡是一种较好 二等