Geconfronteerd met het steeds ernstiger wordende probleem van milieuvervuiling, is het maatschappelijk bewustzijn van milieubescherming geleidelijk toegenomen en is de trend naar het gebruik van natuurlijke materialen volwassen geworden. De milieuvriendelijke, lichtgewicht, energiezuinige en hernieuwbare eigenschappen van plantenvezels hebben veel aandacht getrokken. Naar verwachting zullen ze in de nabije toekomst een hoge mate van ontwikkeling doormaken. Plantenvezels zijn echter heterogene materialen met een complexe samenstelling en structuur, en hun oppervlak bevat hydrofiele hydroxylgroepen. De affiniteit met de matrix vereist een speciale behandeling om de eigenschappen van het composiet te verbeteren. Plantenvezels worden weliswaar gebruikt in composietmaterialen, maar meestal beperkt tot korte vezels en discontinue vezels. De oorspronkelijke uitstekende eigenschappen worden niet volledig benut en ze worden voornamelijk als vulstof gebruikt. De introductie van weeftechnologie zou een goede oplossing kunnen zijn. Geweven plantenvezelpreforms kunnen meer prestatieopties bieden voor composietmaterialen, maar ze worden momenteel relatief weinig gebruikt en verdienen verder onderzoek en ontwikkeling. Als we de traditionele manier van vezelgebruik herzien en moderne composiettechnologieën introduceren om deze te verbeteren, de voordelen van het gebruik te vergroten en de inherente tekortkomingen te verhelpen, kunnen we plantaardige vezels nieuwe waarde en toepassingen geven.
Plantaardige vezels zijn altijd onlosmakelijk verbonden geweest met het dagelijks leven van de mens. Dankzij hun praktische en hernieuwbare eigenschappen zijn plantaardige vezels een onmisbaar materiaal geworden. Met de technologische vooruitgang en de opkomst van de petrochemische industrie hebben kunstvezels en kunststoffen plantaardige vezels echter geleidelijk aan vervangen als gangbare materialen, vanwege de voordelen van geavanceerde productietechnologie, productdiversificatie en goede duurzaamheid. Aardolie is echter geen hernieuwbare grondstof en de afvalproblemen die ontstaan door de afvoer van dergelijke producten en de grote hoeveelheid vervuilende emissies tijdens het productieproces hebben mensen ertoe aangezet om de bruikbaarheid van materialen te heroverwegen. In het kader van de trend van milieubescherming en duurzaamheid hebben natuurlijke plantaardige vezels opnieuw de aandacht getrokken. De laatste jaren is er steeds meer belangstelling voor composietmaterialen die plantaardige vezels als versterkingsmateriaal gebruiken.
Plantaardige vezels en composiet
De composietstructuur kan worden ontworpen door het fabricageproces. De matrixomhulde vezel zorgt voor een complete en specifieke vorm van het materiaal en beschermt de vezel tegen aantasting door omgevingsinvloeden. De vezel fungeert tevens als een brug om spanning tussen de vezels over te brengen. De vezel zelf absorbeert het grootste deel van de externe kracht dankzij zijn uitstekende mechanische eigenschappen en kan door middel van een specifieke structuur verschillende functies vervullen. Door de lage dichtheid en hoge sterkte kunnen plantenvezels de mechanische eigenschappen verbeteren en tegelijkertijd een lage dichtheid behouden wanneer ze worden verwerkt in vezelversterkte kunststofcomposieten (FRP). Bovendien bestaan plantenvezels voornamelijk uit aggregaten van plantencellen, en de holtes en openingen daarin zorgen voor uitstekende warmte-isolerende eigenschappen. Ook de poreusheid zorgt ervoor dat externe energie (zoals trillingen) snel wordt afgevoerd. Verder is het volledige productieproces van plantenvezels minder vervuilend en vereist het minder chemicaliën. Het heeft een lagere bedrijfstemperatuur, een lager energieverbruik en een lagere mate van mechanische slijtage tijdens de verwerking. Plantenvezels zijn bovendien een natuurlijke, hernieuwbare grondstof, waardoor duurzame productie mogelijk is onder een redelijk beheer en controle. Met behulp van moderne technologie zijn de ontbinding en weersbestendigheid van materialen goed te beheersen, zodat ze na de levenscyclus van het product kunnen worden afgebroken zonder afvalophoping te veroorzaken. De koolstof die vrijkomt bij de ontbinding is bovendien afkomstig van de initiële groei. De koolstofbron in de atmosfeer kan daardoor koolstofneutraal zijn.
Geplaatst op: 30 juni 2021
