基于开心果壳的新型木塑纳米复合材料

生物复合材料和纳米技术是科研人员和塑料行业共同关注的两大热点。在伊朗，来自伊斯法罕科技大学的科研人员将这两者相互结合，开发出一种基于开心果壳的新型纳米复合材料。开心果壳是一种废弃物，但是它的拉伸强度很高。这种木塑纳米复合材料可应用于建筑行业，抗湿、抗脱色、抗各种真菌和昆虫。就可持续性而言，它的另一个优势是源自本地生产的填充材料。

作为全球最大的开心果产地之一，伊朗每年生产并向其他国家出口成千上万吨开心果，因此拥有开心果壳的可靠来源。开心果壳的结构及其成分，特别是纤维素、半纤维素和木质素，使这种材料成为生产生物复合材料的一个合适选择。

研究人员分别将不同分量的纳米粘土作为次级强化材料，用两种不同的紫外线稳定剂对开心果壳粉末/HDPE复合材料的拉伸性能、抗冲击性能、抗脱色以及耐候性产生的影响进行观察。

结果显示，每百份复合材料中，根据配方加入3份纳米粘土后，其抗拉强度和拉伸模量是最佳的，可上升27%。但若加入6份，抗拉强度反而下降4%。纳米粘土可见于HDPE/PSF生产配方中，用于改善抗吸水性。

纳米粘土微粒和开心果壳粉末对木塑复合材料的机械性能有哪些影响?对此，伊斯兰阿萨德大学的科研人员也进行了研究，结果非常有趣：根据配方分别加入1%和3%的纳米粘土微粒，木塑复合材料的抗冲击性和抗拉强度就会提高;加入5%的纳米粘土，木塑复合材料的抗弯强度、弯曲和拉伸模量得到改善;分别加入25%和35%的开心果壳粉末，木塑复合材料的抗拉强度和抗冲击性提高;但若加入50%的开心果壳粉末，木塑复合材料的抗弯强度、弯曲和拉伸模量就会改善。