相关论文（来源：Naturesustainability）竹子是一种典型的非均质结构，木素、半纤维素和果胶组分把中空的薄壁细胞和近似实心的竹纤维束粘结在一起。在这项研究中，研究人员首先采用过氧甲酸作为温和的化学脱木素试剂，将竹材细胞角隅区域和复合胞间层中的木素与胶质组分选择性脱除。经过十小时脱木素处理后，再借助水力剪切作用将竹纤维束与相邻薄壁组织细胞进行分离。由于纤维素对过氧甲酸具有低反应活性能够有效避免在脱木素过程中发生严重解聚，所以竹纤维中的纤维素组分在保持较高聚合度的同时结晶度也在不断上升。在后续的自然风干处理过程中，因为纤维细胞壁中木素组分的去除和毛细管力作用，使得细胞壁中的纤维素分子链之间形成更多的氢键和范德华力结合，纤维束内部产生自致密化现象，增强了结合强度并减少了内部结构缺陷，进而获得了高纤维素含量、高结晶度和结构致密的竹纤维束。图
自上而下方法从竹茎中规模化提取高性能的长竹纤维束（来源：Naturesustainability）图
竹茎在处理过程中的形貌和微观结构演变（来源：Naturesustainability）可以看出，通过“化学脱木素-自然风干”两步法分离的竹纤维束在偏光显微镜下产生了非常明亮的双折射现象，这说明无定形的木质素和半纤维素组分已被脱除，高结晶度的纤维素组分在细胞壁中呈高度取向分布。图
用“化学脱木素-自然风干”两步法和传统机械方法分离的纤维束超微结构和化学组成比较（来源：Naturesustainability）一般情况下，用传统机械提取出的纤维束的拉伸强度为±MPa，杨氏模量为49.3±5.6Gpa，性能较差。而采用“化学脱木素-自然风干”两步法分离得到的竹纤维束具有优异的力学性能，力学测试结果表明其平均拉伸强度为1.90±0.32GPa，杨氏模量为91.3±29.7GPa，超过了大多数天然纤维、聚合物基合成纤维、人造矿物纤维等，甚至可与部分碳纤维比肩。此外，长竹纤维束还具有25.4?±?4.5?MJ?m-3的断裂能和高达1.26±0.21GPacm-3g-1的比强度，远超大多数钢丝、合成聚合物等工程材料。图
对竹纤维束的力学性能进行测试（来源：Naturesustainability）为了模拟在实际应用过程中的效果，该研究团队用获取的长竹纤维加工成正交编织的纤维毡，采用真空辅助成型工艺与环氧树脂进行浸渍制备成复合材料。选取水平和垂直方向的样条进行机械性能测试，发现其拉伸强度为~MPa，具有良好的尺寸及性能稳定性，并且和碳纤维织物增强环氧树脂复合材料相近。所以，高性能的长竹纤维束完全可以作为复合材料中的增强相进行使用。生命周期评估结果表明，相对于复合材料中常用的植物纤维、聚合物纤维和碳纤维来说，竹纤维束的碳足迹更低，将其作为替代品可减少25%-92%的碳排放量。图
纤维束的生命周期分析及其在高性能聚合物复合材料中的增强应用（来源：Naturesustainability）该研究有望大力推进对天然纤维材料的研发与利用，并且高性能的竹纤维束可加工成结构复合材料在包括航天、绿色风力发电和汽车等领域得到广阔应用。本文来源：DeepTech深科技*如涉及版权等问题，请联系我们以便处理。上海国际植物纤维模塑产业展
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上海新国际博览中心
上海国际植物纤维模塑产业展（IPFMShanghai）是包装部落和美狮传媒集团强强联合，共同打造的植物纤维模塑产业专属的商贸交流盛会。聚焦植物纤维模塑智能精益制造、原辅材料革新和制品创新设计和应用，彰显植物纤维模塑绿色力量的无限潜力。在全球禁塑和中国双碳政策下，赋能产业高效拓展全球无限应用商机。扫描/识别转载请注明：http://www.0431gb208.com/sjsbszl/1164.html
