多年來,玻璃纖維和碳纖維一直統治著加固材料的世界。制造商要求高性能、低成本和輕質的纖維用于高度工程化的樹脂。直到最近,這些樹脂中使用的大多數加固材料都是合成的。
工業大麻的種植
隨著制造商尋求使用新材料來生產高性能、低碳足跡的產品,天然纖維作為一種可持續的替代物再次出現。
早在20世紀30年代,工業大麻成為美國反毒品戰爭的附帶損害。這是在亨利-福特成功制造了數千輛使用大麻纖維作為加固材料的汽車之后。作為僅有的幾種高性能天然纖維之一,大麻的合法地位使世界在使用生物基材料的產品商業化水平方面倒退了幾代。
其他天然纖維,如用于服裝的棉花和用于亞麻布的亞麻纖維,已經使用了幾個世紀。但是,由于沒有可靠的供應鏈、產品一致性和市場發展,天然纖維加固材料在復合材料中的使用一直很有限。天然纖維還需要以特定的方式進行設計,以提高其在塑料中的粘合和性能特性。
幸運的是,2018年的農業法案使工業大麻在美國政府眼中完全合法。這為創建工業大麻供應鏈打開了大門,這可能有助于在整個制造業中創造更強、更輕、更便宜和更可持續的產品。
在過去的幾年里,美國的汽車原始設備制造商和他們的供應商已經開始投資于大麻填充塑料的研發。另一方面,歐洲制造商幾十年來一直使用天然纖維增強材料來減少復合材料的碳足跡和輕量化發展。
舉例來說,今年早些時候,寶馬公司參與了Bcomp公司超額認購的3500萬美元的B輪融資,該公司是一家用天然纖維制造高性能復合材料的制造商。寶馬與Bcomp公司的合作,以及其在i3電動車中使用麻纖維增強復合材料的歷史,證明了大型制造商正在投資于碳足跡較小的高性能解決方案。其他歐洲公司,如汽車制造商保時捷,已經在其718 Cayman GT4 Clubsport中應用了天然纖維增強復合材料。
Bcomp公司專注于天然纖維編織的墊子,用于聚丙烯汽車應用的熱成型和壓縮成型。Heartland則是一家材料創新公司,設計麻纖維作為聚合物的增強劑,它專注于非織造布的應用,以減少塑料、橡膠和泡沫的碳足跡。Heartland和Bcomp公司還在提供工程化的天然纖維加固材料,以解決整個制造業的可持續性問題。
這款由Bcomp和KTM技術公司開發的天然纖維加固的越野摩托車剎車罩突出了天然纖維可以生產可持續產品的方式
汽車行業降低原材料成本、重量和碳足跡的效率目標,促使供應鏈重新審視長期使用和依賴的材料。例如,30%的玻璃填充尼龍是汽車制造業的主流,它的碳足跡并不特別有吸引力。像工業大麻這樣的負碳輕質纖維可以解決這個可持續性問題。秘訣在于了解正確的配方,從而創造出以前未被證實的性能特性。
(待續)
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