X
تبلیغات
رایتل
 
چوب یک نعمت
هر آنچه را در مورد صنایع چوب میخواهید در وبسایت ما بیابید.

خانه های کنفی-خودروهای کتانی!


سالهاست بشرازالیاف طبیعی برای ساخت قطعات گوناگون بهره می برد. به کارگیری کاه در دیوارهای گلی ، الیاف بامبو در ساخت قایق ، پشم بز و موی دم اسب به همراه گل در ساخت تنور و الیاف خرما در ساخت قایق و سرپناه، مثال های متفاوتی از کاربرد الیاف طبیعی در ساخت محصولات گوناگونی است که بشر در طول تاریخ از آنها بهره برده است.
امروزه نیز توجه جدی پژوهشگران به استفاده از الیاف طبیعی در ساخت قطعات کامپوزیتی پیشرفته، نشانگر اهمیت این دسته از الیاف است.
به کارگیری الیاف موز برای ساخت بدنه خودرو در برزیل ، استفاده از پرمرغ برای ساخت قطعات غیرباربر کامپوزیتی در امریکا و به کارگیری الیاف کنف در طیف گسترده ای از کاربردها، از نمونه های متنوع کاربرد الیاف طبیعی در عرصه صنعت کامپوزیت به حساب می آیند.
به کارگیری الیاف طبیعی ، در واقع به نوعی بازیافت موادی است که در طبیعت انباشته شده و در ظاهر بی ارزش محسوب می شوند و ترکیب آنها با عنوان تقویت کننده با رزین های پلیمری ، به ساخت محصولاتی با ارزش افزوده نسبتا خوب منجر می شود.
از این رو گذری بر روند به کارگیری الیاف طبیعی در دنیای کامپوزیت ها جالب خواهد بود.تاریخچه مواد کامپوزیتی و الیاف طبیعی به هزاران سال پیش برمی گردد، زمانی که مردم از هر ماده ای که در دسترس بود برای ساخت پناهگاه، خانه و دیوار استفاده می کردند.
طبق اسناد موجود، حداقل از 3هزارسال پیش ، مصریان برای ساخت دیوارهای ساختمان ، مواد رسی را با کاه تقویت می کردند. محصولات چوبی نیز از همان زمان ها وجود داشته و استفاده می شدند.
این مواد طبیعی سازگار با محیط زیست به شکلها و صورتهای بسیاری تبدیل می شوند.انواع گوناگون الیاف طبیعی به وفور در طبیعت یافت می شوند و گونه های آن در نقاط مختلف جهان متفاوت است.
این الیاف نخست به عنوان مواد پرکننده سازه ای در گل و خاک رس برای ساخت خشت و انواع مختلف آجر به کار گرفته می شوند. در این کاربردها الیاف باعث افزایش سختی و سفتی ماده شده و یکپارچگی ساختاری را برای ملات به ارمغان می آورد.
علاوه بر این ، الیاف طبیعی از دیرباز در تولید منسوجات گوناگون ازجمله پوشاک ، کفپوش ، مبلمان ، پرده و... استفاده می شود.

الیاف طبیعی دردنیای کامپوزیت ها
در هر حال در طول 40تا 50سال گذشته الیاف شیشه نوع
E، ارزان ترین نوع الیاف تقویت کننده بوده و به همین علت به طور گسترده ای در صنعت پلاستیک های تقویت شده با الیاف به کار گرفته شده است.
الیاف شیشه نوع
Eدر مقایسه با الیاف تقویت کننده پیشرفته همانند کربن ، آرامید، گرافیت ، بور و... ارزان تر و با توجه به چگالی آن (حدود 5/2-6/2گرم بر سانتی متر مکعب) نسبتا سنگین است.
الیاف شیشه کاملا طبیعی نیست و بسادگی به چرخه طبیعت بازنمی گردد. در نتیجه جستجو برای یافتن الیاف طبیعی در دسترس و کاربرد آن در ساخت کامپوزیت هایی با ویژگی های مطلوب (از نظرکارآیی ، هزینه و دوام) همچنان ادامه دارد.
به نظر می رسد به کارگیری الیاف طبیعی هنوز در مراحل اولیه و آزمایشگاهی قرار دارد و به حدی نرسیده است که توسط صنعت کامپوزیت مورد توجه قرار گیرد، با این حال کلید پیشرفت و رشد این مواد، می تواند بهبود فرآیند فرآوری الیاف طبیعی برای افزایش کارپذیری ، شکل پذیری ، ترشوندگی ، با زمینه و بهبود اتصال فصل مشترک الیاف و زمینه ، درعین حفظ هزینه ها در حد معقول باشد.
به علاوه ، تبدیل الیاف تقویت کننده طبیعی به الیاف کوتاه ، الیاف متوسط، الیاف بلند و شکلهای پیشرفته تر الیاف و عرضه آنها برای کاربردهای آینده بسیار مهم است.

سلولز یک پلیمر طبیعی
الیاف طبیعی از چندین نوع محصول کشاورزی و منبع طبیعی به دست می آیند. این مواد عموما از نظر شکل و ساختار، شبکه ای بوده و به دلیل این ساختار هندسی دارای استحکام و سفتی ذاتی هستند.
یکی از مهمترین مواد در این گروه سلولز است که به عنوان یک پلیمر طبیعی استحکام و سفتی بالایی در واحد وزن دارد؛ دقیقا همان چیزی که از فناوری کامپوزیت های پیشرفته امروزی انتظار می رود.
سلولز ساختارهای سلولی رشته گونه ای را شکل می دهد که در دانه ، برگ ، ساقه و مغز چوب یافت می شود. این مواد 3منبع اصلی مواد فیبری طبیعی هستند.
مواد و منابع الیاف طبیعی به 3دسته اصلی تقسیم می شوند (الیاف باست ، الیاف برگ ، الیاف دانه) که هر کدام از این 3منبع برای کاربرد در صنعت کامپوزیت از جایگاه خاصی برخوردارند. این منابع الیاف طبیعی ، موادی که همراه با مواد بیشتر شناخته شده ای همانند چوب بالسا، نی و خیزران بیشتر در طراحی ساختارهای ساندویچی (مغزی) استفاده می شوند را نیزتامین کنند.

الیاف باست
خانواده الیاف باست در اصل از کنف ، شاهدانه ، کنف هندی ، کتان (
FLAX)و رامی (نوعی گیاه چینی) تشکیل می شود. این الیاف از ساقه و مغز چوب به دست می آیند. اساسا مغز چوب توسط ساقه ای پوشانده می شود که شامل دسته های الیاف است.
سلولز بنیان شیمیایی اصلی سازه ای رشته هایی است که دسته های الیاف را می سازند. سلولز رشته اصلی است و توسط یک رزین طبیعی از 2خانواده لیگنین (
LIGNIN) یا پکتین (PECTIN) در کنار هم نگه داشته می شوند.رده های الیاف باست شامل کتان ، شاهدانه ، کنف هندی ، کنف و رامی هستند.
الیاف کتان نوع باست مقدار نسبتا زیادی لیگنین دارد، درنتیجه اغلب اوقات طوری فرآوری می شود که از تاثیر لیگنین آن کاسته شود. در اغلب موارد برای بهبود استحکام کامپوزیت های کتان ، از جوشاندن الیاف در موارد قلیایی استفاده می شود.

الیافی از برگ و دانه
الیاف به دست آمده ازبرگ عبارتند ازسیسال ، آباکا (از گیاه موز) و الیاف نخل روی هم رفته این مواد از الیاف نوع بالا زبرتر هستند. از بین این نوع الیاف ، سیسال بیشتر شناخته شده است.
سیسال مهمترین ماده این گروه است و در مقایسه با بقیه سفتی نسبتا بالایی دارد.آخرین دسته الیاف طبیعی یعنی الیاف به دست آمده از دانه گیاهان عبارتند ازمواد کاپوک ، الیاف نارگیل (
COIR) وکتان.
الیاف کتان دانه ای (
COTTON) با توجه به کاربرد گسترده اش در صنعت پوشاک ، منسوجات وطناب شناخته شده است. الیاف نارگیل یک ماده رشته ای بسیار بادوام ، ضخیم تر و زبرتر است که از پوست نارگیل به دست می آید. بسیاری از این مواد برای تهیه پارچه رومبلی و پرکردن مبلمان به کار گرفته می شوند.

سبک و ارزان!
چگالی الیاف طبیعی به طور کلی در محدوده 51/1 تا 25/1گرم برسانتی مترمکعب قراردارد که در مقایسه با چگالی الیاف شیشه نوع
E 2/57 تا 3 گرم برسانتی مترمکعب است ؛ یعنی چگالی الیاف طبیعی تنها 50تا 60درصد چگالی الیاف شیشه است.
این مساله یکی از دلایل عمده گسترش کامپوزی های الیاف طبیعی ، تنها از نظر وزن است.عامل دیگری که باعث توجه به کامپوزیت های الیاف طبیعی می شود، بهای این الیاف است. در اکثر موارد، الیاف طبیعی نسبت به الیاف شیشه ارزان تر است.
با این وجود باید توجه کرد که بهای الیاف طبیعی محدوده نسبتا وسیعی دارد. به عنوان مثال الیاف کتان دانه ای ، رامی و آباکا می توانند به طور قابل ملاحظه ای گران تر از الیاف شیشه باشند و در مقابل کنف هندی ، سیسال و الیاف نارگیل بهای نسبتا کمتری دارند و طبیعتا به عنوان مواردی مناسب برای کاربرد در ساخت محصولات کامپوزیتی بیشتر به کارگرفته می شوند.
البته استحکام کششی الیاف شیشه نوع
Eبیشتر از الیاف طبیعی است. به استثنای کتان دانه ای و نارگیل که استحکام کششی آنها حدود 7تا 12درصد استحکام شیشه نوع Eاست. با این حال اگر معیاری از عملکرد و کارآیی ماده در واحد وزن آن را در نظر بگیریم ، واضح است که کتان نوع باست ، شاهدانه ، سیسال و رامی بر الیاف شیشه نوع Eبرتری دارند.

الیاف کتان درصنعت خودرو
به کارگیری الیاف طبیعی به عنوان مواد عایق ساز و ضربه گیر یا به عنوان پرکننده و تقویت کننده درمواد پلیمری نقش مهمی در راستای حفظ محیط زیست ایفا می کند.
در حال حاضر الیاف گیاهی تنها در ساخت تزیینات داخلی خودروهای سواری و اتاق وانت و کامیون های کوچک به کار گرفته می شوند. علاوه بر ساخت قطعاتی همانند داشبورد و کنسول خودروها، الیاف گیاهی به طور گسترده ای در عایقهای حرارتی و صوتی به کار می روند.
این مواد عایق ساز که معمولا از الیاف کتان بازیافتی صنعت نساجی تولید می شوند، حاوی حدود 80درصد وزنی الیاف هستند.

کاشی هایی ازجنس کنف
ساخت محصولات ساختمانی از پلاستیک های بازیافتی و الیاف طبیعی می تواند تا حدودی پاسخگوی تقاضای ساختمان سازانی باشد که به دنبال مصالح ارزان و کاهش هزینه های کارگری هستند.
با این حال نبود اطلاعات در مورد عملکرد و دوام این محصولات و بی میلی ساختمان سازان برای استفاده از محصولات کمتر متداول ، مانع گسترش بیشتر این فناوری شده است.
با این حال یک شرکت موفق به ساخت نخستین محصولات در قالب کاشی های سقفی از جنس الیاف طبیعی و پلاستیک های بازیافتی شده است.
این سیستم پوشاننده بام ، کاربردهای ایده آل برای فناوری کامپوزیت های بازیافتی دارد، زیرا این صفحات را بسادگی می توان به شکل سنتی مورد استفاده برای پوشاندن بام ساختمان ها، همانند الوارهای درخت سرو و کاشی های اسپانیایی یا سفال قالب گیری کرد و زیبایی صفحات نیز فرصتی فراهم می کند برای نمایش یک ماده بازیافت شده که لوکس و گرانقیمت به نظر می رسد.
درحالی که هزینه واقعی ساخت آن کمتر از مواد مشابه سنتی است.

Maf_wood

 
 
بالای صفحه