1.Rayonier公司提供各種原生制備以及回收提取的纖維素纖維產(chǎn)品,其型號(hào)根據(jù)纖維的長(zhǎng)度和純度而變化。(放大200倍的纖維素纖維的照片。)
高純纖維素是從木質(zhì)紙漿中提取得到的。在造紙過(guò)程中通過(guò)漂白除去木質(zhì)素、半纖維素等,得到用于造紙和其他專(zhuān)業(yè)用途的酸性纖維(大約占50%的原生木質(zhì)成份)。純化的纖維素纖維早已在普通塑料的熱成型工藝中得到應(yīng)用,例如制備電線(xiàn)帽以及電源插座箱等。但是纖維素纖維還未在熱塑性塑料的注塑成型中進(jìn)行商業(yè)應(yīng)用。
在自動(dòng)注塑成型工藝中的應(yīng)用
最初纖維素被認(rèn)為是不適合在435F以上的加工溫度下使用,因?yàn)槔w維素中殘存的木質(zhì)素和半纖維素在這一溫度下會(huì)降解、焦化,從而導(dǎo)致加工件的變色,有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生異味。Rayonier公司首先發(fā)現(xiàn)純化后的纖維素可以在435F以上的高溫下使用,將99%以上的木質(zhì)素和半纖維素除去后,纖維素就可以安全地熔融,復(fù)合加工到高溫工程塑料,如尼龍6和PBT中。
Rayonier公司與林業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室合作進(jìn)行纖維素的研究,并與2001年共同獲得專(zhuān)利,其基本內(nèi)容是在熔融溫度高于365F的熱塑性塑料中使用純度80%以上的纖維素作為強(qiáng)化材料。
Rayonier公司與林業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室將纖維素的應(yīng)用范圍集中在尼龍6以及PBT等高性能材料上,林業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家Daniel Caulfield 解釋說(shuō),這是因?yàn)槔w維素纖維的價(jià)格較高,因此其應(yīng)用領(lǐng)域也應(yīng)該定位于高性能工程塑料方面,而不是用聚烯烴制備的野餐桌或裝飾材料。
2.純化的纖維素纖維已經(jīng)在電線(xiàn)帽、電源茶座箱等熱固性塑料的制備中應(yīng)用多年了。現(xiàn)在科學(xué)家們正在檢測(cè)能否將其應(yīng)用在熱塑性塑料的制備中。
Rayonier公司與林業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室還合作開(kāi)發(fā)出將低密度的纖維素纖維壓制成小球的方法,專(zhuān)利6270883仔細(xì)描述了這種工藝,它是利用Kahl式球磨機(jī)將纖維素纖維和粘結(jié)劑(羧甲基纖維素的鈉鹽)壓制成3-6mm的小球。這些纖維素纖維小球可以熔融后注入雙螺桿擠壓機(jī)中,最后制備出添加了纖維素纖維的熱塑性塑料小球。較松散的纖維素纖維則可以直接加入到正在工作的雙螺桿擠壓機(jī)中。
目前Rayonier公司銷(xiāo)售的纖維素纖維小球包括硬木纖維制備的TerraCel 10J型和軟木纖維制備的TerraCel 20F型。硬木纖維TerraCel 10J型的平均長(zhǎng)度約為0.04英寸(1毫米),而軟木纖維TerraCel 20F型的平均長(zhǎng)度為0.1英寸(2.5毫米)。
Rayonier公司在2001年申請(qǐng)的專(zhuān)利上還將添加33%纖維素纖維和2%耦合劑強(qiáng)化的尼龍6板材的性能與添加33%玻璃纖維強(qiáng)化的尼龍6的性能作了比較,見(jiàn)上表,可以看出纖維素纖維增強(qiáng)性材料在很多應(yīng)用領(lǐng)域都有不俗的表現(xiàn)。Rayonier公司與林業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室將其產(chǎn)品提供給二三十家歐洲、美國(guó)和日本的公司作試用,大部分公司都是汽車(chē)零部件供應(yīng)商。
用于聚烯烴的纖維素纖維
Rayonier公司還推出稱(chēng)為CreaTech TC 750型的纖維素纖維,專(zhuān)門(mén)用于低溫樹(shù)脂,如HDPE、PP、以及PVC材料的強(qiáng)化。CreaTech TC 750型纖維素纖維的長(zhǎng)度約為0.7毫米,寬度為0.02毫米,長(zhǎng)寬比35:1。
Rayonier公司最近公布的一份數(shù)據(jù),對(duì)添加和未添加偶聯(lián)劑的40%CreaTech TC 750型纖維素纖維強(qiáng)化的0.5-MI HDPE材料的力學(xué)性能作了比較。研究表明,未添加偶聯(lián)劑的注塑成型板的的彎曲強(qiáng)度為7570 psi,缺口伊佐德為2.5ft-lb/in。而添加了2%聚硫橡膠偶聯(lián)劑3009的彎曲強(qiáng)度為7910 psi,缺口伊佐德也提高至2.6ft-lb/in。(聚硫橡膠偶聯(lián)劑以及相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)都是由Crompton公司提供的)
Rayonier公司認(rèn)為這種纖維素纖維強(qiáng)化的HDPE材料很有可能在屋頂防護(hù)膜、池塘防水膜、地毯襯里以及汽車(chē)零部件的制備中得到應(yīng)用。
Rayonier公司提供的纖維素纖維既有從原生木漿中制備的,也有從廢紙中回收提取的。他們的形狀可以是松散型的,小球狀的,以及微球型聚集在一起的。從木漿中制備的原生纖維素是阿爾法型的,其性能優(yōu)于回收纖維素,阿爾法型纖維素纖維可以在428F的高溫中加工使用,不會(huì)焦化,而回收纖維素纖維的最高使用溫度只有392F。
Rayonier公司提供各種原生制備以及回收提取的纖維素纖維產(chǎn)品,其型號(hào)根據(jù)纖維的長(zhǎng)度和純度而變化。如圖是放大200倍的纖維素纖維的照片。
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