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变废为宝新技术:植物残渣变身车用碳纤维
发布时间:2021-09-18
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本文摘要:树木用来纺织之后产生的废弃物之一——木质素往往不会通过自燃展开处置,这种不能再造的不道德只不过是一种浪费。华盛顿州立大学的研究人员将这种木质素废弃物与聚丙烯腈混合,做成了既强劲又低廉的车用碳纤维,构建了生物炼制厂的可持续发展。用于植物和树木来生产纸或乙醇等产品,不会留给一种取名为木质素的残留物,其是植物细胞壁的成分之一。 剩下的木质素不是很简单,一般是被焚毁或被扔到垃圾填埋场。

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树木用来纺织之后产生的废弃物之一——木质素往往不会通过自燃展开处置,这种不能再造的不道德只不过是一种浪费。华盛顿州立大学的研究人员将这种木质素废弃物与聚丙烯腈混合,做成了既强劲又低廉的车用碳纤维,构建了生物炼制厂的可持续发展。用于植物和树木来生产纸或乙醇等产品,不会留给一种取名为木质素的残留物,其是植物细胞壁的成分之一。

剩下的木质素不是很简单,一般是被焚毁或被扔到垃圾填埋场。现在,研究人员报告说道,将木质素转化成为碳纤维,生产出有一种较低成本的材料,其强度不足以建构汽车或飞机的零件。该项目的主要研究员BirgitteAhring博士说道:“木质素是一种简单的芳族分子,主要是被自燃以在生物炼制厂中产生蒸汽,这是一个比较陈旧的过程,会产生很多价值。

找寻更佳的方法来用于剩下的木质素是确实的驱动力,我们期望用于生物提炼垃圾来建构价值,我们期望用于较低价值的产品来建构低价值的产品,这将构建生物炼制厂的可持续发展。”另外,在碳纤维方面也不存在潜在的用途。用木质素做成的碳纤维将比目前生产的纤维更加可持续,更加低廉。现代汽车和飞机上所用的碳纤维一般来说由聚丙烯腈(PAN)做成,这是一种便宜的不能再造聚合物。

“PAN可以贡献碳纤维总成本的一半,”JinxueJiang博士说,他是华盛顿州立大学Ahring实验室的博士后研究员,“我们的点子是通过用于可再生材料(如生物提炼木质素)来减少生产碳纤维的成本。其他研究人员试图用100%的木质素生产碳纤维,但最后获得的纤维强度过强。而我们期望将PAN的高强度与木质素的低成本结合,以生产汽车用碳纤维。

”为了研发出有一种强劲而价廉的碳纤维,Ahring的团队将木质素与PAN以有所不同含量混合,从0到50%平均。他们用于取名为熔融纺丝的工艺将聚合物熔制备单纤维。“提升聚合物混合物的温度,直到它们融化到可以流动,”Jiang说道,“然后,旋转这些聚合物熔体直到纤维构成。

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”研究人员利用核磁共振光谱,量热法和电子显微镜等多种方法评估了纤维的结构和机械特性。他们找到,他们可以在不壮烈牺牲强度的情况下避免多达20-30%的木质素。

研究人员回应,木质素碳纤维可以用作汽车行业,如内部零件、铸件和轮胎框架。下一步,研究人员将在汽车制造厂测试他们的纤维否可用作实际生产。

Ahring说道:“如果我们需要设法取得可用作汽车行业的纤维,我们将需要使生物炼制厂在经济上极具可行性,因此可以销售一般来说不会被弃置或自燃的物质。而且产品将更为可持续和低廉。


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