尖端实验始于生物基树脂市场

尖端实验始于生物基树脂市场

液态树脂是拉挤成型工艺中的关键成分。注入纤维粗纱以增韧纤维增强聚合物 (FRP) 复合材料树脂是将所有东西粘合在一起的胶水。

通常,拉挤成型中使用的树脂是合成的、基于聚合物的化合物。然而,我们对即将出现的一种新型树脂感到非常兴奋。

最近开始对生物树脂进行尖端实验。在这篇文章中,我们将告诉您我们目前所知道的关于这一创新发展的一切。

综合增长机会

传统上,环氧乙烯基酯树脂和不饱和聚酯树脂一直是拉挤产品中最常用的树脂化合物。然而,随着更集体的全球意识的觉醒,生物树脂的创造已经开辟了一个充满可能性的全新世界。

美国复合材料制造商协会(ACMA) 领导着一个绿色复合材料委员会,该委员会目前正在领导 12 项复合材料增长计划 (CGI)。

正因为如此,生物基树脂得到了相当多的宣传,但这个概念仍然很新。从某种意义上说,FRP 复合材料工程师现在正在绘制树脂领域未开发的领域,而 ACMA 可以提供帮助。

绿色建筑委员会一直在推动更节能、低排放的生物基材料,而生物树脂可能正是答案。

该委员会还鼓励产品透明度,以便人们知道使用了哪些材料来制造这些树脂和 FRP 复合材料产品。

此外,绿色建筑委员会指导下的一项计划一直在帮助推动对生物基 FRP 复合材料的需求。

该计划被称为工程与环境设计领导力(LEED)。随着越来越多的设计师和建筑师在他们的建筑中使用 FRP 复合材料,我们看到对轻质、耐用的 FRP 复合材料的需求在增长。

最近一项针对生物基环氧树脂的市场研究表明,未来八年对这些产品的需求将显着增加。

采用绿色化学技术,生物基环氧树脂需要更少的能源来制造,它们产生的危险废物也更少。

结果,温室气体排放量减少了 50%。从本质上讲,与传统树脂相比,生物树脂的制造成本低廉,而且对环境更有利。

生物树脂简史

生物树脂的第一次尝试是在 2000 年代初期用大豆完成的。热心的制造商将这种化合物称为大豆树脂,但它并没有粘住。

这主要是因为第一批大豆树脂产品无法承受它们所使用的许多拉挤产品应用。

回到绘图板,工程师和科学家们想要创造一种与传统环氧树脂一样坚固耐用的生物基树脂化合物。

生物基树脂

当我们听到与任何物质相关的“生物”一词时,我们脑海中闪过的第一个想法很可能是该产品会随着时间的推移而分解。

这种误解的问题在于它给人一种错误的印象,即 FRP 复合材料中使用的生物基树脂会导致拉挤产品在某个时间点发生故障。

这不仅让人质疑产品的使用寿命,而且还让人觉得生物基树脂 FRP 复合材料的耐用性似乎不如环氧树脂 FRP 复合材料。

这些都不是真的。在这种情况下,生物并不是指材料的降解能力。它只是意味着在树脂的开发中使用了原始的可再生资源。生物基树脂仍然是合成材料。

用于制造这些树脂的原材料在被掺入树脂化合物之前被熔化到它们的最终断裂点。这意味着它们已经完全硬化并且不会再次损坏。

通常用于制造生物树脂的原始可再生资源包括碳水化合物、天然油、单宁、木质素和其他酚类化合物。

目前,生物基树脂分为菜籽油、大麻、植物油、大豆油和植物甘油。

生物树脂如何工作?

回想一下你的高中科学课。化合物是一种以上元素的组合。

要制造一种与环氧树脂一样坚固且功能强大的生物树脂,需要用相同的生物质构建块替换传统树脂的构建块。

例如,生物柴油生产甘油,甘油可以转化为丙二醇、丙烯酸和环氧氯丙烷。这些材料用于生产不饱和聚酯树脂以及丙烯酸和环氧树脂。

为了将这些不同的树脂模拟为生物基树脂,需要用生物质溶液代替它们。取代环氧树脂需要经过与环氧溶液相同过程的植物油。

酚醛树脂可以用从木质素中收集的酚来模拟,聚氨酯树脂可以用从糖中提取的多元醇代替。

生物树脂性能

虽然环氧树脂的刚性和耐腐蚀性稍强,但生物基树脂表现出的其他特性使其更具吸引力。生物树脂更坚固,它们对紫外线辐射有更强的抵抗力,而且它们闻起来不像化学品。

它们还可以用于制造业的许多用途,包括玻璃纤维产品。我们已经看到生物树脂具有极强的防水性,用于制造航海工艺品、电路板和雨水箱。

生物树脂还可用于制造建筑物的结构支撑。

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    投稿 2022年11月19日

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