研究开发资源环境友好型绿色航空、绿色车辆和绿色建筑等已成为国际先进技术领域的共识，开展竹纤维增强复合材料力学基础研究，实现竹纤维力学高性能化，对于推动我国在这些领域的领先发展，形成自主知识产权，为减少塑料和化学纤维的使用具有重要意义。什么是竹纤维竹纤维是继棉、麻、丝、毛之后的世界第五大天然植物纤维，竹纤维也称竹原纤维，有别于化学竹粘胶纤维（竹浆纤维、竹炭纤维），是从竹子茎部取得的木质纤维，采用机械物理分丝、化学或生物脱胶、开松梳理相结合的方法直接从竹材分离制取的天然纤维。美国、加拿大、日本、欧洲等许多国家已经明确只有竹原纤维产品才可标名为竹纤维。竹纤维材料具有如下特点：强度高、质量轻、韧性好，抗菌、抗紫外线性能突出，原料来源广、可再生，生产操作安全、低污染、低能耗，应用领域广（纺织、复合材料等），使用后可自然降解，绿色、环保。目前国内相关行业标准及生产厂家对竹原纤维的品名、分类尚未统一，一般以产品粗细长短指标可分为：粗竹原纤维（长、短）、可纺竹原纤维（棉型、麻型），按照产品用途可分为：纺织用竹原纤维（纺纱、非织造）、复合用竹原纤维（复合材料、建筑材料）。植物纤维的种类常用的植物纤维主要有麻纤维（包括剑麻纤维、黄麻纤维、苎麻纤维和亚麻纤维等）、竹纤维、纤维素木纤维等。用植物纤维作增强体制得的复合材料具有可降解、可回收、可再生的特点，属于绿色复合材料的范畴。植物纤维组分组成植物纤维由独特的有机化学组分组成，主要包括纤维素、木质素、半纤维素、果胶、蜡质等高分子成分。竹纤维的构造竹纤维在竹秆中纵向排列，细长坚韧，含量10%~50%；竹材自外而内纤维含量减少，因此，竹材的顺纹抗拉、抗压强度大，弹性好，但易劈裂。竹材中纤维的含量、长度、宽度以及纤维细胞腔的直径和壁厚等的变化，与竹秆部位和竹种有密切的关系。不同竹种的横切面上，纤维组织所占面积的比例是不同的，同一竹种的竹材，自竹秆基部至梢部，单位面积上纤维的含量逐步提高。竹纤维增强复合材料的优势1.绿色环保竹纤维是一种绿色材料，可回收再利用，对环境影响小，生产成本低。竹纤维是一种天然的、可循环再生的资源。2.轻质高强竹纤维比重轻，可制成轻质结构材料。玻璃纤维的密度为2.6g/cm3，而竹纤维的密度为0.5~0.9g/cm3。使用竹纤维复合材料对实现车辆轻量化有实际意义。3.降低复合材料成本玻璃纤维的价格平均为1.98美元/kg，而竹纤维为0.84~1.42美元/kg。4.良好的抗控性能在汽车交通应用中，与玻璃纤维增强塑料比，竹纤维复合材料模压件不会产生锐利碎片，因而更加安全；同时也不像玻璃纤维会引起皮肤及呼吸道过敏反应。竹纤维在汽车模压内饰件中应用增长的原因，在于它可提供更加环保以及耐冲击韧性更强的结构件。5.隔音性能良好6.可回收性强竹纤维增强复合材料的应用研究目前，竹纤维增强复合材料研究主要应用于非承力、次承力结构制品。1.飞机内饰结构：隔板、行李架、地板、天花板；2.汽车内饰/外部结构：车门内饰板、行李盘和客厢饰板、座椅、地毯、内衬、底部护板、前保险杠等3.轨道交通内饰结构：内壁板、内饰板等4.建筑内饰结构：喷涂材料、人造板等5.包装运输：集装箱底板、集装箱内衬板、铁路平车底板、托板等6.露天公共设施：阳台、栅栏、桌椅、花盆、容器等7.电子电器产品：计算机外壳，电器耗材等8.体育用品：滑雪板、高尔夫球杆等竹纤维增强复合材料目前存在的问题1.原材料供应链有待拓展2.制备成本过高3.纤维与树脂的匹配性能较差4.物理机械性能有待提高5.应用有待开发等问题竹纤维复合材料发展方向1.拓展上下游供应链开发新型的生物树脂基体和纤维增强体：一是在现有研究基础上继续提高竹纤维原材料的性能，逐步向高端应用的复合材料方向发展；二是充分利用竹资源，利用不与粮食作物和经济作物竞争的资源优势。2.开发新型高效低成本的复合工艺和成型制造技术在现有挤出、模压等工艺基础上，扩展到高性能复合材料的一些高度数字化和自动化成型制造工艺，如树脂传递模塑、自动铺丝/自动铺带、大型制件的非热压罐成型、双真空袋成型等，提高工效、降低成本，实现竹纤维复合材料大尺寸的制件成型。3.扩大应用范围提高竹纤维复合材料的性能和质量，降低成本，实现产品的多规格化和多功能化，推动竹纤维复合材料高端应用发展。参考资料：《绿色复合材料》，唐见茂；DT新材料，李彬彬竹纤维｜竹原纤维｜天然竹纤维

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