Интерес к коноплеволокну как к возобновляемому сырью

Основные фундаментальные факторы, которые необходимо принимать во внимание, включают экологические аспекты их производства, использования, утилизации в конце срока службы в попытке уменьшить неблагоприятное воздействие. Стоит упомянуть, как с годами наша зависимость постепенно перешла от зависимости от возобновляемых материалов (таких, как конопля) к зависимости от материалов, использующих ресурсы, которые нелегко заменить. 

В настоящее время эта тенденция обращена вспять из-за большей осведомленности о глобальном истощении ресурсов, что вызвало поиск новых способов использования материалов, поскольку экологические прерогативы становились все более и более актуальными. В этом контексте использование легких и недорогих натуральных растительных волокон конопли дает возможность заменить стеклянные наполнители в нескольких областях.

Композиты на основе натурального волокна

За последние два десятилетия термопластические композиты, армированные натуральным волокном каннабис, а также термореактивные композиты (NFC), испытали огромный рост, особенно в автомобильной промышленности, в производстве дверных панелей, спинок сидений, обшивки потолка, упаковочных лотков, приборных панелей и деталей интерьера.

Несмотря на преимущества термопластичных композитов на основе натурального волокна конопли с точки зрения воздействия на окружающую среду и стоимости, их механические характеристики, как правило, ниже, чем у синтетических аналогов. . Гибридизация с минеральными волокнами (базальтом) может расширить промышленное применение композитов, армированных натуральными волокнами. 

Комбинация синтетических и растительных волокон

Настоящее исследование сосредоточено на характеристиках полученных литьем под давлением короткого базальтового волокна, волокна конопли и композитов из гибридного полиэтилена высокой плотности (HDPE) из конопли и базальтового волокна. Влияние малеинированного связующего агента на термические и механические свойства полученных композитов оценивали как функцию массовой доли волокна. 

Было обнаружено, что гибридизация волокон марихуаны с базальтовыми волокнами значительно увеличивает механические свойства и кристалличность композитов, армированных волокнами конопли, что позволяет предположить, что гибридные композиты из ПЭВП с короткими волокнами конопли и базальта являются многообещающими кандидатами для полуструктурных применений. 

Имитация условий переработки

Кроме того, с точки зрения остаточных механических свойств композитов базальт / HDPE была определена и обсуждена процедура удаления проклейки, имитирующая условия процесса термической переработки композитных материалов с истекшим сроком службы. Согласно недавнему отчету о рынке, опубликованному Lucintel [5], глобальный рынок композитных материалов из натурального волокна марихуаны будет расти со среднегодовым темпом роста (CAGR) 8,2% с 2015 по 2020 год. 

Интерес к материалам на основе биологических материалов, в частности композитов, армированных натуральным волокном конопли, совпадает не только с законодательством, принятым на крупных рынках, таких как Европейский Союз (Директива 2000/53 / EC), но и с приоритетом интереса многих крупных автопроизводителей к глобальной устойчивости. 

Использование растительного волокна в автопромышленности

Типичный автомобиль представляет собой очень сложную среду, состоящую из более чем 40 000 деталей, 1000 различных материалов и 10 000 химических веществ. 75% обычно составляют металлы и 17% пластмассы, эластомеры и текстиль. Как указано в 17-м ежегодном отчете Ford о прогрессе в области устойчивого развития, экологические, экономические и эксплуатационные преимущества использования материалов растительного происхождения (на основе конопли) могут включать:

Сокращение выбросов углекислого газа (CO2), веса транспортных средств и потребления нефти; снижение энергопотребления и затрат на производство; снижение нагрузки на природные ресурсы; не допускать попадания отходов на свалки; и создание новых рынков и источников доходов для фермеров. 

Неструктурные и структурные применения

К сожалению, большинство этих композиционных материалов на марихуане получили большой коммерческий успех в неструктурных (косметических) и редко в полуструктурных применениях, главным образом из-за некоторых технических проблем, таких как устойчивость к влаге, межфазное соединение волокна / полимера. 

Совместимость композитных структур и согласованные, воспроизводимые источники волокна конопли, которые до сих пор являются предметом интенсивных исследований во всем мире. Подход, который в настоящее время используется как в исследованиях, так и в практических приложениях, — это гибридизация как средство объединения биоресурсов с традиционными материалами, что позволяет получить продукты с подходящим балансом свойств и стоимости. 

Из обзора литературы, натуральные волокна каннабис обычно гибридизируются со стекловолокном, и сообщается об улучшенной термической стабильности, механических свойствах и устойчивости к водопоглощению. В этом контексте целью данного исследования является разработка высокоэффективных композитов на основе полиэтилена высокой плотности с использованием коротких волокон марихуаны.