日本將工業(yè)廢料制成碳纖維 制成更省油的車
考慮到全球變暖的問題,研究人員都致力于將日常生活中的燃料使用量降至最低。而減輕車輛的重量就可以減少所需要消耗的燃料,并為車主節(jié)省成本。
據(jù)外媒報道,最近,日本金澤大學(Kanazawa University)對一種工業(yè)廢料進行了化學改性,并將其加工成一種輕量化結構材料,而這一成果可以提高私家車和商用車的燃油經濟性。
首先,研究人員研究了普通木材制漿過程中的副產物——硫酸鹽木質素(Kraft lignin)。一般而言,造紙廠會燃燒硫酸鹽木質素,用于發(fā)電,因為除了特殊用途外,硫酸鹽木質素很難用于其他用途。但是,利用化學工藝將其加工成一種更有用的材料,則可以提高造紙業(yè)的可持續(xù)性。
該研究的第一作者László Szabó表示:“我們對硫酸鹽木質素聚合物進行了化學改性,該工藝稱作乙;瑑(yōu)化乙;某潭葘τ谠撗芯恐陵P重要!
控制乙;磻獙τ趦(yōu)化硫酸鹽木質素與另一種聚合物聚丙烯腈的兼容性至關重要,兼容之后就可以制成高質量的碳纖維,最終制成工程復合材料。如果乙;某潭冗^低或者過高,碳纖維的質量就會很差。
研究人員表示:“我們完成的反應非常溫和,只產生了一種相當溫和的副產物——丙酮,并沒有改變硫酸鹽木質素的多分散性。因此,我們能夠將硫酸鹽木質素與聚丙烯腈混合,制成含有兼容性更強的聚合物分子的靜電紡絲涂料溶液,最終制造出高質量的碳纖維。”
研究人員制成的碳纖維墊含有細而均勻的纖維,而且無需采用會降低纖維質量的熱管理工藝。事實上,與沒有改性的硫酸鹽木質素相比,改性后的聚合物纖維墊的機械強度提高了約3倍。
研究人員解釋表示:“我們制成的纖維機械性能好是因為該材料具有定制型石墨結構,而該結構是因為得到改進的聚合物相互作用形成了更具一致性的聚合物網絡,然后該網絡再接受熱處理!
工程復合材料在航天器、汽車、塑料、混凝土等許多產品和技術中都很常見。當研究人員將制造此類碳纖維的成本降至最低時,未來的汽車就會更輕、更耐用、更省油?紤]到每個行業(yè)都會使用到交通工具,因而所有行業(yè)都能節(jié)省資金、變得更加環(huán)保。

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