W obliczu coraz poważniejszego problemu zanieczyszczenia środowiska, świadomość społeczna w zakresie ochrony środowiska stopniowo wzrasta, a trend wykorzystywania materiałów naturalnych również dojrzewa. Przyjazne dla środowiska, lekkie, energooszczędne i odnawialne właściwości włókien roślinnych przyciągnęły wiele uwagi. W najbliższej przyszłości nastąpi wysoki stopień rozwoju. Włókna roślinne są jednak materiałem heterogenicznym o złożonym składzie i strukturze, a ich powierzchnia zawiera hydrofilowe grupy hydroksylowe. Powinowactwo z matrycą wymaga specjalnej obróbki w celu poprawy właściwości kompozytu. Włókna roślinne są wykorzystywane do produkcji materiałów kompozytowych, ale większość z nich ogranicza się do włókien krótkich i nieciągłych. Pierwotne, doskonałe właściwości nie zostały w pełni wykorzystane i są one stosowane jedynie jako wypełniacze. Wprowadzenie technologii tkania byłoby dobrym rozwiązaniem. Preformy tkane z włókien roślinnych mogą zapewnić więcej opcji wydajnościowych dla materiałów kompozytowych, ale obecnie są one stosowane stosunkowo rzadko i zasługują na dalsze badania i rozwój. Jeśli potrafimy przemyśleć na nowo tradycyjną metodę wykorzystania włókien i wprowadzić nowoczesne koncepcje technologii kompozytowych w celu jej udoskonalenia, zwiększenia korzyści użytkowych i wyeliminowania wrodzonych wad, będziemy w stanie nadać włóknom roślinnym nową wartość i zastosowania.
Włókna roślinne od zawsze były nieodłączną częścią codziennego życia człowieka. Ze względu na swoje praktyczne i odnawialne właściwości, stały się one niezbędnym materiałem. Jednak wraz z postępem technologicznym i rozwojem przemysłu petrochemicznego, włókna syntetyczne i tworzywa sztuczne stopniowo zastąpiły włókna roślinne jako materiały powszechnego użytku, dzięki zaletom wysoko rozwiniętej technologii produkcji, dywersyfikacji produktów i wysokiej trwałości. Ropa naftowa nie jest jednak surowcem odnawialnym, a problemy z utylizacją odpadów spowodowane utylizacją takich produktów oraz duża ilość zanieczyszczeń emitowanych podczas procesu produkcyjnego skłoniły ludzi do ponownego przemyślenia kwestii użyteczności materiałów. W związku z trendem ochrony środowiska i zrównoważonego rozwoju, naturalne włókna roślinne ponownie zyskały na popularności. W ostatnich latach coraz większym zainteresowaniem cieszą się materiały kompozytowe wykorzystujące włókna roślinne jako materiały wzmacniające.
Włókno roślinne i kompozyt
Struktura kompozytu może być zaprojektowana w procesie produkcyjnym. Włókno owinięte matrycą zapewnia pełny i specyficzny kształt materiału, chroni je przed degradacją pod wpływem czynników środowiskowych, a także działa jak mostek przenoszący naprężenia między włóknami; jednocześnie włókno przenosi większość sił zewnętrznych dzięki doskonałym właściwościom mechanicznym i może przenosić. Specyficzny układ spełnia różne funkcje. Dzięki niskiej gęstości i wysokiej wytrzymałości, włókno roślinne może poprawić właściwości mechaniczne i utrzymać niską gęstość podczas produkcji kompozytów FRP. Ponadto włókna roślinne to w większości agregaty komórek roślinnych, a zawarte w nich wnęki i szczeliny zapewniają materiałowi doskonałe właściwości termoizolacyjne. W obliczu energii zewnętrznej (takiej jak drgania) materiał korzysta również ze swojej porowatości, która pozwala na szybkie rozproszenie energii. Co więcej, cały proces produkcji włókna roślinnego emituje mniej zanieczyszczeń i zużywa mniej chemikaliów, charakteryzuje się niższą temperaturą pracy, niższym zużyciem energii i niższym stopniem zużycia mechanicznego podczas przetwarzania; ponadto włókno roślinne ma naturalne właściwości odnawialne, co pozwala na osiągnięcie zrównoważonej produkcji pod warunkiem rozsądnego zarządzania i kontroli. Dzięki nowoczesnym technologiom rozkład i odporność materiałów na warunki atmosferyczne zostały dobrze kontrolowane, dzięki czemu mogą one ulegać rozkładowi po zakończeniu cyklu życia produktu, bez powodowania gromadzenia się odpadów, a dwutlenek węgla emitowany w wyniku rozkładu pochodzi również z początkowego wzrostu. Źródło węgla w atmosferze może być neutralne pod względem emisji dwutlenku węgla.
Czas publikacji: 30 czerwca 2021 r.
