اخباراخبار ویژهمقالات

الیاف طبیعی برای کامپوزیت های زیستی بادوام

بسپار/ایران پلیمر  درطول دهه ی گذشته، مفهوم استفاده از مواد سبز (مواد زیستی) بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. با آگاهی قابل توجه درباره ی حفظ محیط زیست، می توان به تلاش های صادقانه ای در سراسر جهان در جست و جوی منابع زیست تخریب پذیر و منابع پایه ی زیستی اشاره کرد.
کاربردهای مواد پایه زیستی گرفته شده از منابع تجدید پذیر و زیست تخریب پذیر برای تهیه ی مواد شیمیایی سبز با ارزش تر و محصولات پایه ی زیستی، بسیاری از دانشمندان را به تحقیق و بررسی درباره ی پتانسیل استفاده از الیاف طبیعی به عنوان مواد تقویت کننده برای چندسازه های زیستی (bio-composites) سبز، سوق داده  است. الیاف سلولزی برای تولید مواد پایه ی زیستی، بسیار مورد توجه هستند، چون آن ها دارای مزایای خواص مکانیکی، چگالی کم، مزایای زیست محیطی، تجدید پذیری و امکان سنجی اقتصادی هستند. اخیرا، چندسازه های بسپار الیاف طبیعی، توجه بسیار زیادی برای کاربرد های صنعتی مختلف، به دلیل داشتن چگالی کم و تجدید پذیری کسب کرده اند. این مقاله، پتانسیل استفاده از الیاف طبیعی برای تولید چندسازه های بسپاری سبز را با هدف توضیح امکان استفاده از مواد پایه ی زیستی برای کاربرد های متنوع صنعتی را ارایه می دهد.

1. مقدمه
مزایای چندسازه ها نسبت به مواد پایه، استحکام مخصوص، سختی و مشخصات خستگی بیشتر آن ها است. درطول چند دهه ی گذشته در کاربرد های متنوع، چندسازه های بسپاری جایگزین بسیاری از فلزات/مواد مرسوم شده اند. چندسازه ها، کاربرد هایی در زمینه های مختلف، از لوازم خانگی، لوازم اداری، ابزارهای برقی و تجهیزات تجاری گرفته تا صنایع فضایی پیدا کرده اند. چندسازه های تقویت شده با الیاف، یک ماده ساختاردار چندسازه ای بوده که شامل سه جزء می باشد:
1) بستر به عنوان فاز پیوسته،
2) الیاف به عنوان فاز ناپیوسته یا پراکنده،
3) ناحیه ی فصل مشترک بین دو فاز که به عنوان سطح مشترک نیز شناخته شده است.
الیاف مختلف بسیاری برای تقویت چندسازه ها با بستر بسپاری، استفاده می شوند. رایج ترین آن ها، الیاف کربن (AS4، IM7 و غیره)، الیاف شیشه ( E-glassو S-glass و غیره)، الیاف آرامید (Kevlar و Twaron) و الیاف بور هستند. اخیرا، با مزایای خواص مکانیکی مناسب، چگالی کم، مزایای زیست محیطی، تجدیدپذیری و امکان سنجی اقتصادی، الیاف طبیعی در کاربردهای چندسازه، بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. الیاف طبیعی یکی ازمناسب ترین الیافی هستند که می توانند به جای الیاف مصنوعی و محصولات مربوط به آن ها، برای کاربرد هایی که نیاز به وزن کمتر و حفظ منابع طبیعی دارد، استفاده شوند.
منسوجات ادوار قدیم از الیاف طبیعی ساخته می شدند و ارتباط ویژه ای را بین طبیعت و جامعه بشری ایجاد کرده اند که پایه و اساس زندگی ما، از منسوجات روزمره تا منسوجات تشریفاتی را می سازند. چندسازه های الیاف گیاهی طبیعی به عنوان مواد جذاب و جالب توجه زیست محیطی اثبات شده ذاند و به عنوان جایگزین های الیاف شیشه در چندسازه های تقویت شده با الیاف شیشه ی مورد استفاده در بسیاری از کاربردها از دهه ی 1990 ظاهر شده اند.
در سال های اخیر، افزایش آگاهی های زیست محیطی نیازی برای توسعه ی ماندگار (sustainable) به وجود آورده است که در مورد استفاده از الیاف طبیعی به عنوان تقویت کننده ها در چندسازه های بسپاری برای جایگزین شدن با الیاف مصنوعی، توجه فراوانی به خود جلب کرده است. به علاوه، با جایگزین شدن چندسازه های الیاف طبیعی به جای چندسازه های تقویت شده با الیاف مصنوعی مرسوم، فرصتی برای کاهش وزن می تواند فراهم شود. استفاده از الیاف طبیعی تجدیدپذیر با چگالی کم در چندسازه های گرماسخت و گرمانرم برای کاهش اثرات زیست محیطی و حمایت از توسعه ی ماندگار در صنعت حمل و نقل امکان پذیر است.
در طول چندسال اخیر، استفاده از چندسازه های الیاف طبیعی در خریداران کالا برای توسعه بخش های صنعتی به طور قابل توجهی گسترش یافته است. چندسازه های بسپاری الیاف طبیعی با خواص ویژه ی عالی و تجدید پذیری با هزینه ی کم، توجه بسیار زیادی برای توسعه ی کاربرد های صنعتی مختلف داشتند. انواع مختلف الیاف طبیعی عمدتا کتان، شاهدانه و سیسال با سامانه های بسپارهای زیستی به طور فعال در حال توسعه برای قطعات داخلی مختلف صنعت خودرو و هواپیما هستند. این مقاله به دنبال مروری بر دانش و فناوری مرتبط با پتانسیل استفاده از الیاف طبیعی برای چندسازه های زیستی است.
2. الیاف طبیعی
الیاف طبیعی در معنای ساده، الیافی هستند که مصنوعی یا بشر ساخته نباشند و بر اساس منشاءشان از منابع حیوانی، معدنی یا گیاهی طبقه بندی می شوند که در شکل 1 نشان داده شده است. بعضی از الیاف طبیعی مانند الیاف گیاهی، سلولزی (پنبه و کتان) و الیاف معدنی (آزبست) به شکل آماده هستند. این الیاف توسط طبیعت از قسمت های مختلف گیاهان، درختان و در مناطق متنوع جعرافیایی به وجود می آیند.

 

برگردان : مهندس مهسا امیرشاهرخی

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره ۲۱۳ ماهنامه بسپار که در نیمه تیرماه منتشر شده است بخوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق فیدیبو قابل دسترسی است.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا