الیاف طبیعی چیست و چه ویژگی هایی دارند؟

الیاف طبیعی

الیاف طبیعی به عنوان جانشین الیاف شیشه در اجزاء کامپوزیتها در دهه اخیر در صنعت ساخت و ساز مورد توجه قرار گرفته است. الیافی مانند الیاف کتان، کنف، کنف هندی ارزان قیمت بوده و از لحاظ وزنی سبک و همچنین در محیط زیست تاثیرات نامطلوب کمتری دارند. در کاربردهای سازه ای با الیاف طبیعی به ندرت از روشهای تولید موجود استفاده میشود زیرا از یک طرف قابل استفاده نبوده و از طرف دیگر عدم دسترسی به مواد خام با کیفیت ثابت که همچنان یک مشکل محسوب میگردد، وجود دارد. یک نوع کامپوزیت در شکل فوق M11.24 نشان داده شده است.

مشخصات مکانیکی متوسط الیاف طبیعی (در مقابسه با الیاف کربن) سبب جلوگیری از استفاده آنها در کاربردها با عملکرد بالا شده است (مانند جایی که کامپوزیتهای تقویت شده با کربن استفاده شده اند)، اما به دلایل زیادی میتوانند با الیاف شیشه رقابت کنند. انتخاب نوع الیاف طبق مزایا و مضرات تعیین میشوند. وزن پایین که باعث ایجاد مقاومت و استحکام بالاتر میشود بخصوص در قطعاتی که نیاز به مقاومت در برابر خمش دارند مناسب و مفید است.

اخیراً استفاده از الیاف طبیعی برای کاربردهای کامپوزیتی در اروپا با استقبال بیشتری مورد بررسی قرار گرفته است، که نتیجتاً سبب آن شده که هم اکنون بسیاری از اجزاء با کامپوزیتهای طبیعی عمدتاً از الیاف و پارچه کتان، کنف هندی، سیسال، موزی یا رامی (الیاف گیاه) تولید میشوند. استفاده از الیاف طبیعی تجدید پذیر به توسعه پایدار آنها کمک میکند.

کامپوزیتهای ساخته شده با الیاف طبیعی (NFC) میتوانند به عنوان جایگزین مناسب چوب و سایر مواد، برای کاربردهای بسیاری مورد استفاده قرار گیرند. این نوع کامپوزیت ها میتوانند روی ورقه ها، تخته ها، چهار چوبهای آهنی، پالت ها، قاب ها، قطعات ساختاری و سایر اشکال، قالبگیری شوند. آنها میتوانند جایگزین چوبها، فلزات، پارتیشن ها، سقفهای کاذب ، نماهای خارجی، موانع، حصارها، نرده ها، کفپوشها، سقفها، کاشیهای دیوار و غیره استفاده شوند. همچنین میتوانند در سازه های خانه های پیش ساخته ، اتاقک ها، کیوسک ها، سایبانها، پناهگاه ها استفاده شوند. الیاف طبیعی به علت بافت محکم و ضریب کششی خاصی که دارند باعث ایجاد پتانسیل در کامپوزیتها میشوند. مقاومت ضربه ای و انعطاف کامپوزیتهای ساخته شده با الیاف طبیعی به ترتیب ۱۰۴ MN/m2 (کنف هندی، اپوکسی) ، ۲۲ KJ/m2 (کنف هندی، پلی استر) و ۶۴ MN/m2 (موز، پلی استر) گزارش شده است.

اگرچه استحکام کششی و ضریب الیاف طبیعی مانند کنف هندی کمتر از الیاف شیشه میباشد اما کنف هندی دارای ضریب خاصی است. نیاز به استفاده از الیاف هندی به جای الیاف شیشه ای قدیمی به عنوان عوامل تقویت کننده در کامپوزیتها موردتوجه قرار گرفته است در مقایسه با سایر شیشه (به ترتیب ۲.۵ و ۳۰ جی پی ای)، الیاف هندی دارای کمترین درجه کششی (۱.۲۹) و ضریب بالایی (۴۰ جی پی ای) است. کنف تجدید پذیر به غیر از هزینه کمتر انرژی کمتری برای تولید آن نیاز است (تنها ۲ درصد از آن برای شیشه) که باعث میشود به عنوان الیاف تقویت کننده در کامپوزیت مورد توجه قرار گیرد. جدول ذیل مشخصات الیاف طبیعی را نشان میدهد.

مترجم: م. تقی زاده- انجمن کامپوزیت ایران

————————————————————————————