【复材视界】生物基复合材料：让你领略创新之美！
德国制造的船艇、荷兰的一座人行天桥和奥地利的木钉，这三者似乎没有什么共同点，但它们确实具有一个重要特征：它们全部由生物基复合材料制成。在
2017年欧洲木材和天然纤维复合材料会议上，创新奖的三位获奖者展示了将传统复合材料的强度、耐用性和轻质与天然可再生资源的环境效益相结合的优势。
弗里德里希·约翰·戴曼（Friedrich Johann Deimann）创立了GreenBoats，开发出玻璃纤维和苯乙烯基聚酯树脂的替代品，而这些树脂通常用于造船，他在亚麻纤维、软木和生物基（亚麻籽油）环氧树脂中发现了具有类似特性的环保型可行替代品。
GreenBente24帆船由80％的可再生材料制成，并采用真空灌注。亚麻纤维可提供刚度、减震以及抗冲击和耐磨性，而轻质的软木则可提供疏水性。这样一来，船就不会损坏，也不会破裂，不会向水中释放有毒物质，也不允许水进入船体的复合材料夹芯。Deimann补充说：“这些产品最终都具有非常好的触感。”
亚麻基复合材料的强度和刚度略小于玻璃纤维层压板。但是亚麻纤维的密度是玻璃纤维的一半，因此绿色船的重量减轻了约100磅。可再生生物材料在环境上也更容易，因为它们可以在收集和加工过程中以极少的二氧化碳排放量进行加工。
尽管GreenBente24的价格比类似的用环氧树脂制成的高端船贵15％至20％，但GreenBoats的客户需求稳定。“第一批客户已经在德国海洋和湖泊中快乐地航行，” Deimann说。他为船只开发的生物复合材料也被用于在欧洲生产旅行拖车。
通往未来的行人天桥
荷兰的埃因霍温理工大学是世界上第一个完全由生物复合材料建成的人行天桥的所在地。这座长46英尺的桥是一个由几个地区大学和复合材料制造商NPSP组成的财团合作建造的。这座桥重约3,300磅，每平方英尺可承载102磅的荷载。
它的生物复合材料包括大麻和亚麻纤维。埃因霍温大学（Eindhoven University）创新结构设计教授Patrick Teuffel说：“我们的想法是，亚麻纤维将能够满足此类桥梁的机械要求。”该项目的工业合作伙伴也很容易获得这种纤维。
为了制造这座桥，工人将纤维连接到生物聚乳酸（PLA）泡沫芯上，然后通过真空注入工艺引入了生物树脂。2016年10月，该桥梁安装在一条小溪上，包括28个传感器，这些传感器可以持续测量随着时间的推移其强度、刚度和变形（蠕变行为）。
大学的工作人员也在实验室中测试桥梁材料的行为。“ Teuffel说：“关于生物复合材料材料的如何长期工作，仍然缺乏很多经验。” “如果您真的用完全由大麻和亚麻等生物复合材料制成的这座46英尺长的行人天桥，每平方英尺可以承受的载荷高达102磅，并打算在10年、20年甚至60年后进行这类项目，必须定义一定的应力水平，以免出现蠕变问题。团队已获得一笔拨款，用于建造一个小型生物复合材料凉亭，并希望今年在埃因霍温建造另一座桥梁。“我相信将来会有更多的应用，” Teuffel说。
木 钉
木钉是世界上已知最古老的紧固件之一，但奥地利贝克（Beck）紧固件集团用其LignoLoc®整理过的木钉为产品注入了现代化气息。无头钉是由直的、高密度、本地山毛榉木材，并用酚醛树脂压制而成，其抗拉强度与铝钉相似。
据在北美销售贝克产品的FASCO American的全国销售和产品经理Chad M.Giese介绍，使用专门设计的射钉枪可以将钉子射进木头中，而木钉的一个优点是不存在热转移。他说：“它们的导电性和它们所固定的材料一样。”。“金属钉子将冷热从建筑物内部传递到外部，反之亦然，这会产生冷凝，导致钉子周围腐烂。”
此外，木质素钉子可以用砂纸打磨或切割，而不会损坏施工期间使用的任何钻头或锯子。另外，将钉子钉入木材中会产生“木质素焊接”，即当钉子摩擦的热量融化木质素时形成的一种键，木质素是一种存在于木材细胞壁中的有机聚合物。
木质素钉子可用于固定交叉层压的木材，以及生态家具和高端绿色建筑。木托盘制造商是另一个潜在的市场，因为他们可以在产品使用后粉碎，而不必事先去除金属。
（来源：Composites Manufacturing）