Исследования: промышленная конопля для разработки новых материалов
Сырье из конопли привлекает все больше внимания как возможная альтернатива синтетическим волокнам. Интерес оправдан из-за его низкой плотности, высокой удельной прочности и жесткости, а также того факта, что волокна каннабис имеют относительно низкую стоимость, получены из возобновляемых источников, а отходы на 100% биоразлагаемы.
Однако основными недостатками волокон конопли являются их унаследованный гидрофильный характер, низкая устойчивость к микроорганизмам, низкая термическая стабильность и изменчивость их свойств, поскольку они зависят от условий роста и зрелости.
Передовые исследования и прогресс были достигнуты в повышении механических характеристик волокон конопли за счет обработки поверхности с целью улучшения их смачиваемости и стабильности размеров, а также увеличения межфазной связи между матрицей и волокнами.
Армирование биокомпозитов
Наиболее многообещающим применением волокон конопли является армирование полимерных композитов или путем гибридизации. Гибридизация позволяет преодолеть ограничения и предоставляет новые возможности для расширения применимости волокон конопли в высокотехнологичных приложениях. Стоит отметить, что гибридные композиты с волокнами создают конкурентный рынок для различных промышленных применений.
Промышленная марихуана используется в ряде отраслей, таких как текстильная, автомобильная, композитная, древесноволокнистая, теплоизоляционные материалы, в армированном волокном бетоне, в звукоизоляции и / или звукопоглощении, а также в спортивных товарах, музыкальных инструментах или в качестве арматуры. в тормозных колодках.
Однако необходимы дополнительные исследования, чтобы расширить диапазон их применения и улучшить их свойства. Проблема биоразлагаемости — одна из проблем, которую необходимо изучить при исследовании применения композитных волокон из конопли и рассмотрении приложений с длительным жизненным циклом. Другой аспект, требующий внимания, — воспроизводимость конечных свойств этих композитов.
Экологические материалы для автопрома
Автомобильная промышленность постоянно ищет экологически чистые материалы для использования в своей продукции; поэтому наиболее изученным и расширяющимся применением волокон каннабис и натуральных волокон в целом является армирование полимерных композитов в автомобильной промышленности.
Модифицированная формула тормозных колодок содержит волокна пеньки и геополимер в качестве фракционной замены синтетических волокон кевлара и фенольной смолы соответственно.
Композиты, армированные натуральными волокнами, такими как марихуана, могут быть альтернативой композитам, армированным стекловолокном, поскольку они могут быть на 25-30% прочнее при том же весе и проявлять нехрупкий излом при ударе, что является важным требованием для внутренних помещений. автомобильные пластмассовые детали.
Все больше моделей автомобилей используют армированные натуральными волокнами полимерные композиты в дверных панелях, приборных панелях, крышках двигателей, солнцезащитных козырьках и воздушных фильтрах, и количество применений расширяется до большего структурные элементы, такие как спинки сидений и внешние панели пола.
Рыночный источник сырья
Биомасса доступна на рынке в виде остатков от производства семян конопли. Измельчение до диаметра частиц 8 мм требует энергопотребления 117 кВт · ч · т − 1, что примерно на -1 50% меньше, чем способность брикетирования фруктовой биомассы при 25 кг · час, требует энергозатрат. около 110 кВтч · т-1, что почти на 40% энергоемче, чем для плодовой древесины. В то же время проблемы, связанные с измельчением биомассы марихуаны, являются предметом исследований по снижению ее энергозатрат и оптимизации эффективности этого процесса.