Apa itu Komposit Serat Alami? Dasar-dasar, Aplikasi, dan Potensi Masa Depan

Ringkasan

1. Pengantar

2. Komposit Polimer Serat Alam

3. Serat Alami

4. Polimer:Termoset dan Termoplastik

5. Karakteristik Dasar

6. Parameter yang memengaruhi NFPC

7. aplikasi NFPC

8. Fungsi pemaksaan untuk diadopsi

9. Kesimpulan

Pengantar

Telah ada kesadaran konsumen yang ketat terhadap produk baru dari sumber terbarukan dalam beberapa tahun terakhir. Pemasaran hijau, opini segar tentang daur ulang, pengaruh sosial, dan perubahan nilai kognitif telah membawa konsumen menuju hasil yang ramah lingkungan. Secara khusus, material komposit sedang dikembangkan dan didesain ulang untuk meningkatkan dan mengadaptasi produk tradisional dan memperkenalkan produk baru secara berkelanjutan dan bertanggung jawab.

Artikel ini memeriksa tren terbaru yang diterbitkan dalam konteks komposit polimer serat alami sambil memberikan wawasan tentang serat alami, polimer dengan menyoroti sifat dan aplikasinya

Natural Fibre-Polymer Komposit

Natural Fiber Polymer Komposit (NFPC) adalah material komposit yang terdiri dari matriks polimer yang tertanam dengan serat alami berkekuatan tinggi.

Serat Alami dalam Komposit

Serat alami dihasilkan oleh tumbuhan, hewan, dan proses geologi. Mereka dapat digunakan sebagai komponen bahan komposit, di mana orientasi serat mempengaruhi sifat-sifatnya. Pada tabel di bawah ini, beberapa evolusi serat alami yang berhasil dibahas dan dibandingkan dengan serat kaca E di properti.

Saat mendesain komposit bagian, pilihan penguatan adalah salah satu keputusan penting pertama yang perlu dibuat. Saat memilih penguat yang tepat untuk aplikasi Anda, Anda tidak boleh mengabaikan serat alami sebagai pilihan yang layak sampai mereka dikesampingkan berdasarkan kebutuhan Anda, karena serat tersebut membawa keberlanjutan pada produksi secara keseluruhan. Namun, ada beberapa properti utama yang harus Anda pertimbangkan sebelum membuat keputusan. Pada tabel di bawah ini, beberapa keuntungan dan kerugian komparatif dari serat alam disorot.

Polimer:Termoset dan Termoplastik

Komponen kunci lainnya dari NFPC adalah polimer yang menyatukan serat alami. Biasanya, untuk aplikasi struktural, polimer dapat dikategorikan menjadi dua kategori utama, termoplastik dan termoset.

Struktur Molekul Termoplastik dan Polimer Termoset

Struktur bahan matriks termoplastik terdiri dari molekul satu atau dua dimensi, sehingga polimer ini cenderung menjadi lebih lunak pada kisaran panas yang meningkat dan menggulung kembali sifat-sifatnya selama pendinginan.

Di sisi lain Di sisi lain, termoset dapat didefinisikan sebagai polimer yang sangat terikat silang yang disembuhkan hanya dengan menggunakan panas atau menggunakan panas dan tekanan dan iradiasi cahaya. Struktur ini memberikan polimer termoset sifat yang baik seperti fleksibilitas tinggi untuk menyesuaikan sifat akhir yang diinginkan, kekuatan besar, dan modulus.

Termoplastik banyak digunakan digunakan untuk NFPC karena dapat digunakan kembali beberapa kali sedangkan polimer termoset harus melalui proses kimia atau perlu dibakar untuk dibuang.

Karakteristik dasar

Properti dari komposit serat alam membedakan satu sama lain. Menurut laporan sebelumnya, karena berbagai jenis serat, sumber, dan kondisi kelembaban. Kinerja NFPC bergantung pada faktor-faktor seperti komposisi mekanik, sudut mikrofibrilar, struktur, cacat, dimensi sel, sifat fisik, sifat kimia, dan interaksi serat dengan matriks.

Sifat komposit serat alam untuk aplikasi teknik struktur

Karena setiap produk di pasar memiliki kekurangan yang sama, komposit polimer yang diperkuat serat alami juga memiliki kekurangan. Sambungan antara serat alam dan matriks polimer merupakan masalah yang dipertimbangkan karena perbedaan struktur kimia antara dua fase ini. Ini menyebabkan transfer stres yang tidak efektif selama antarmuka NFPC.

Serat alami termasuk kelompok aktif bernama gugus hidroksil, membuat serat hidrofilik. NFPC, ikatan antarmuka yang lebih lemah terjadi antara serat alami hidrofilik dan matriks polimer hidrofobik karena gugus hidroksil dalam serat alami. Itu bisa menghasilkan NFPC dengan sifat mekanik dan fisik yang lembut.

Parameter yang memengaruhi NFPC

Faktor yang berbeda dapat mempengaruhi karakteristik dan kinerja NFPC. Sifat hidrofilik dari serat alam dan pembebanan serat juga mempengaruhi sifat komposit. Biasanya, pemuatan serat yang tinggi diperlukan untuk mencapai sifat NFPC yang baik.

Rentang dekomposisi termal untuk konstituen NFPC dan efek selanjutnya pada karakteristik konstituen komposit

Umumnya, perhatikan bahwa peningkatan kandungan serat menyebabkan peningkatan sifat tarik komposit. Faktor vital lain yang sangat mempengaruhi sifat dan karakteristik permukaan komposit adalah parameter proses yang digunakan. Untuk mendapatkan atribut terbaik dalam memproduksi komposit, seseorang harus secara ketat memilih teknik dan parameter proses yang sesuai. Komposisi kimia serat alam juga berpengaruh nyata terhadap karakteristik komposit yang diwakili oleh persentase selulosa, hemiselulosa, lignin, dan lilin.

aplikasi NFPC

Di bagian ini , aplikasi di mana serat alami sudah digunakan, di mana mereka dapat digunakan, dan masa depan aplikasi mereka di banyak industri yang berbeda disajikan dan dibahas.

Industri otomotif

Dalam otomotif industri, komposit NFPC memenuhi syarat untuk panel samping dan depan kendaraan karena bukan merupakan komponen struktural utama. Biaya dan berat kendaraan dapat dikurangi sebagian ketika komposit NFPC menggantikan komposit serat kaca tradisional dan aluminium dalam komponen ini.

Industri teknik sipil

serat alami- komposit semen untuk perumahan perumahan telah terbatas pada aplikasi eksterior, seperti dinding dan atap. Bahan pelapis pelindung tambahan pada struktur ini dituntut untuk menghindari serangan pelapukan.

Fungsi pemaksaan untuk diadopsi

Berbagai industri seperti seperti otomotif, energi, konstruksi, dan dirgantara, antara lain, ditantang oleh masyarakat dan pemerintah untuk membuat produk yang lebih ramah lingkungan dan mengurangi ketergantungan mereka pada bahan bakar fosil. Dalam sudut pandang ini, Komisi Eropa memberikan "Pedoman Eropa 2000/53/EG" untuk meningkatkan penggunaan kembali otomotif hingga 85% pada tahun 2005 untuk kendaraan berdasarkan beratnya. Persentase ini meningkat menjadi 95% pada tahun 2015.

Jenis kodifikasi ini merupakan faktor pendorong yang signifikan dalam mengadopsi komposit serat alami. Serat alami merupakan pilihan yang menarik bagi industri untuk memenuhi tantangan sosial-ekonomi dan lingkungan dalam skenario ini.

Aplikasi Komposit Serat Alami

Selanjutnya, penggunaan serat alam akan menciptakan kesempatan kerja di pedesaan dan daerah tertinggal, sehingga membantu pencapaian tujuan pembangunan yang layak oleh Perserikatan Bangsa-Bangsa, yaitu mengurangi kemiskinan, menciptakan industrialisasi yang komprehensif dan berkelanjutan dan mendorong inovasi, menciptakan kota dan komunitas yang berkelanjutan. , dan produksi dan konsumsi yang bertanggung jawab. Oleh karena itu, serat alami akan memainkan peran penting dalam perkembangan sosial ekonomi masyarakat kita.

Kesimpulan

Aplikasi potensial NFPC

Terlepas dari kenyataan bahwa banyak faktor yang mempengaruhi penggunaan serat alam sebagai penguat komposit berbasis polimer, serat alam yang dapat diperbarui dan berdaya saing biaya masih menarik bagi semua sektor bisnis untuk menjajaki peluang menggantikan bahan tradisional dengan serat alam. Nilai penelitian ke arah ini sangat besar karena banyak masalah yang belum terpecahkan. Tidak diragukan lagi bahwa merancang komposit NFRP dan memilih proses pembuatannya dengan tepat akan membantunya menjadi salah satu bahan struktural yang dominan dalam industri rekayasa di masa depan.

Sumber

[1] Sifat komposit serat alami untuk aplikasi rekayasa struktural

[2] Komposit Serat Alami dan Aplikasinya:Tinjauan

Tentang Addcomposites

Tambahkan komposit adalah penyedia sistem Penempatan Serat Otomatis (AFP). Sistem AFP dapat disewa setiap bulan untuk bekerja dengan termoset, termoplastik, penempatan serat kering, atau dikombinasikan dengan printer 3d.