人造纤维素纤维

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纤维素纤维

纤维素纤维、具有纤维的醚或酯的纤维素可以从植物的树皮、木材或叶子或从其他基于植物的材料获得。 除了纤维素之外,纤维还可以含有半纤维素和木质素,这些成分的不同百分比会改变纤维的机械性能。

纤维素纤维的主要应用是在纺织工业中,作为化学过滤器和纤维增强复合材料,因为它们具有与工程纤维相似的性能,并且是生物复合材料和聚合物复合材料的替代品。

纤维素纤维类型

天然纤维素纤维

天然纤维素纤维仍然可以被识别为来自原始植物部分,因为它们只需要清洁纤维即可发挥作用。 例如,棉纤维看起来就像它们所来自的柔软、蓬松的棉球。 亚麻纤维看起来像亚麻植物的坚固纤维束。 所有“天然”纤维都经过一个过程,将它们与最终产品中未使用的植物部分分离,通常是通过收获、从谷壳中分离、精炼由数千个连接在一起的葡萄糖单元组成的线性链的存在相邻链上的羟基之间允许存在大量氢键,使它们能够紧密地堆积到纤维素纤维中。 因此,纤维素与水或任何其他溶剂的相互作用非常小。 例如,棉花和木材完全不溶于水,并且具有相当的机械强度。 由于纤维素不像直链淀粉那样具有螺旋结构,因此它不会与碘结合形成有色产品。

纤维素纤维

人造纤维素纤维

人造纤维素纤维来自植物,被加工成纸浆并以与聚酯或尼龙等合成纤维相同的方式挤压。 人造丝或粘胶是最常见的“人造”纤维素纤维之一,可以由木浆制成。

结构与性能

天然纤维由半纤维素和木质素基质中的纤维素微纤维组成。 这种类型的结构及其化学成分决定了可以观察到的机械性能。 天然纤维具有必要的刚度和强度,因为它们在长链之间形成氢键。

化学成分

天然纤维(木质纤维素)的主要成分是纤维素、半纤维素、木质素、果胶和灰分。 每种不同类型的纤维的每种成分的百分比都不同。 但除半纤维素和少量残留化学成分外,通常约为60-80%纤维素、5-20%木质素和20%水分。 纤维的性能根据每种成分的含量而变化,因为半纤维素负责吸湿、生物降解和热降解,而木质素确保热稳定性,但会导致紫外线降解。 常见天然纤维的化学成分如下所示,如果纤维是韧皮纤维(从树皮中获得)、芯纤维(从木材中获得)或叶纤维(从树叶中获得),则可以改变化学成分。

应用

复合材料

复合材料是一类通常由纤维与粘合剂材料(基体)结合而成的材料。 这种组合将纤维的特性与基体混合在一起,创造出一种比单独的纤维更坚固的新材料。 当与聚合物结合时,纤维素纤维可用于制造一些纤维增强材料,例如生物复合材料和纤维增强塑料。 该表显示了不同的聚合物基质以及它们经常混合的纤维素纤维。

由于纤维的宏观性能影响所得复合材料的性能,因此要特别注意以下物理和机械性能:

纺织品

在纺织工业中,再生纤维素被用作人造丝等纤维(包括莫代尔和最近的莱赛尔纤维)。 纤维素纤维由溶解浆制成。 纤维素基纤维有两种类型:再生纤维素或纯纤维素,例如来自铜铵工艺的纤维素;以及改性纤维素,例如醋酸纤维素。

第一种人造纤维人造丝在 1894 年左右被称为粘胶,并最终于 1924 年成为人造丝。1865 年发现了一种名为醋酸纤维素的类似产品。人造丝和醋酸纤维都是人造纤维,但并不是真正由人造丝制成的合成纤维。木头。 尽管这些人造纤维是在 19 世纪中叶发现的,但成功的现代制造却要晚得多。

筛选

纤维素纤维的渗透/过滤助剂应用提供了一个保护层,可过滤掉粉末状纤维素元素,同时提高产量和透明度。 作为无灰和磨料过滤,过滤过程后不会对泵或阀门造成损坏。 它们能有效过滤金属杂质,并吸收高达 100% 的乳化油和锅炉冷凝水。 通常,过滤应用中使用的纤维素纤维作为底漆或修补剂可以通过以下方式大大提高过滤性能:

与其他纤维比较

纤维素纤维比工程纤维具有重要的优势,例如低密度、低成本、可回收性和可生物降解性。 由于其优点,纤维素纤维可以作为复合材料中玻璃纤维的替代品。

环境问题

人们常说的“竹纤维”实际上并不是从竹子植物中自然生长出来的纤维,而是经过高度加工后挤压成纤维的竹浆。 尽管这一过程不像新兴的“竹纤维”那样环保,但在某些情况下,种植和收获竹纤维比收获生长缓慢的树木和清理现有的森林栖息地以种植木材更可持续。 可持续性和环境友好性。

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