纖維素纖維
編輯纖維素纖維,是具有由纖維醚或酯的纖維素,可以從樹皮、木材獲得或植物的葉子,或來自其他植物基材料。除了纖維素之外,纖維還可以包含半纖維素和木質素,這些組分的不同百分比改變了纖維的機械性能。
纖維素纖維的主要應用是在紡織工業中,作為化學過濾器和纖維增強復合材料,因為它們與工程纖維的特性相似,是生物復合材料和聚合物復合材料的另一種選擇。
纖維素纖維類型
編輯天然纖維素纖維
天然纖維素纖維仍然可以識別為來自原始植物的一部分,因為它們僅需要清潔纖維才能使用。例如,棉纖維看起來像柔軟蓬松棉球它們來自。亞麻纖維看起來像亞麻植物的堅固纖維束。所有“天然”纖維都經過一個過程,即將它們與不用于最終產品的植物部分分開,通常是通過收獲,從谷殼中分離出來,進行精練連接在一起的數千個葡萄糖單元的線性鏈的存在允許相鄰鏈上的OH基團之間存在大量氫鍵,從而使它們緊密堆積成纖維素纖維。結果,纖維素與水或任何其他溶劑的相互作用很小。例如,棉和木材完全不溶于水,并且具有相當大的機械強度。由于纖維素不像直鏈淀粉那樣具有螺旋結構,因此它不與碘結合形成有色產物。
人造纖維素纖維
人造纖維素纖維來自植物,這些植物被加工成紙漿,然后以與合成纖維如聚酯或尼龍相同的方式擠出。人造絲或粘膠纖維是最常見的“?人造?”纖維素纖維之一,可以由木漿制成。
結構和屬性
編輯天然纖維由半纖維素和木質素基質中的纖維素微纖維組成。這種類型的結構及其化學成分決定了可以觀察到的機械性能。由于天然纖維在長鏈之間形成氫鍵,因此它們具有必要的剛度和強度。
化學成分
天然纖維(木質纖維素)的主要成分是纖維素、半纖維素、木質素、果膠和灰分。對于每種不同類型的纖維,每種成分的百分比都不同。但是,除了半纖維素和少量的殘留化學成分外,通常約為60-80%的纖維素,5-20%的木質素和20%的水分。纖維的性質取決于每種組分的量而變化,因為半纖維素負責水分的吸收,生物降解和熱降解,而木質素可確保熱穩定性,但可導致UV降解。普通天然纖維的化學組成如下所示,并且如果纖維是韌皮纖維(從樹皮獲得),核心纖維(從木材獲得)或葉纖維(從葉子獲得),則可以更改。
應用
編輯復合材料
復合材料是一類材料,通常是通過纖維與粘合劑材料(基體)的組合制成的。這種組合將纖維的特性與基體混合在一起,以創建一種新的材料,該材料可能比單獨的纖維更堅固。與聚合物結合使用時,纖維素纖維可用于制造一些纖維增強的材料,例如生物復合材料和纖維增強的塑料。該表顯示了不同的聚合物基體以及經常與它們混合的纖維素纖維。
由于纖維的宏觀特性會影響所得復合材料的性能,因此特別關注以下物理和機械性能:
- 尺寸:纖維長度和直徑之間的關系是將力轉移到基質上的決定因素。另外,植物纖維的不規則橫截面和原纖化外觀有助于將它們錨定在易碎的基質中。
- 空隙體積和吸水率:纖維相當多孔,內部有大量空隙。結果,當纖維浸入粘合材料中時,它們吸收大量的基質。高吸收會導致纖維收縮和基體膨脹。然而,高的空隙體積有助于減輕重量,增加吸聲并降低最終復合材料的導熱性。
- 拉伸強度:平均而言,與聚丙烯纖維相似。
- 彈性模量:纖維素纖維的彈性模量低。這決定了它在后裂階段工作的建筑構件中的使用,該構件具有高能量吸收和抗動力作用。
紡織品
在紡織工業中,再生纖維素被用作人造絲等纖維(包括莫代爾纖維,以及最近開發的萊賽爾纖維)。纖維素纖維是由溶解紙漿制成的。基于纖維素的纖維有兩種類型,即再生或純纖維素,例如來自銅銨法的纖維素,以及改性纖維素,例如醋酸纖維素。
xxx種人造纖維,即人造絲,在1894年左右被稱為粘膠纖維,并在1924?年最終成為人造絲。1865年發現了類似的產品,稱為醋酸纖維素。人造纖維和醋酸纖維都是人造纖維,但并非真正的合成纖維從木頭。盡管這些人造纖維是在19世紀中葉發現的,但成功的現代制造卻開始得很晚。
過濾
纖維素纖維的滲透/助濾劑應用可提供保護層,以過濾粉末狀纖維素元素,同時提高產量和透明度。作為無灰和無磨料的過濾,在過濾過程后不費吹灰之力就不會造成泵或閥門的損壞。它們有效過濾金屬雜質,并吸收高達100%的乳化油和鍋爐冷凝物。通常,當以下列方式用作底漆或修補漆時,用于過濾應用的纖維素纖維可以xxx提高過濾性能:
- 過濾器隔片中的橋接間隙以及墊片和葉片座中的小機械泄漏
- 改善濾餅的穩定性,使其更能抵抗壓力顛簸和中斷
- 創建更均勻的無裂紋預涂層,以實現更有效的過濾表面積
- 改善蛋糕的釋放并減少清潔要求
- 防止細小顆粒滲漏
- 輕松快速地進行預涂并減少可溶性污染物
與其他纖維的比較
編輯與工程纖維相比,纖維素纖維具有重要的優勢,如密度低、成本低、可回收利用以及可生物降解。由于其優點,纖維素纖維可用作復合材料中玻璃纖維的取代基。
環境問題
編輯通常被稱為“竹纖維”的實際上不是從竹子植物中以天然形式生長的纖維,而是被擠出為纖維的經過高度加工的竹漿。盡管該過程并不像出現“竹纖維”?那樣對環境友好,但在某些情況下,種植和收割竹纖維竹纖維比收獲生長較慢的樹木和為木材種植清除現有森林棲息地更具可持續性和環境友好性。
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