Natuurlijke vezels

Uit Technotheek
Ga naar: navigatie, zoeken
Natuurlijke vezels
Natuurlijke vezels.jpg
Eigenschappen
Categorie: Materialen
Originele auteur: Marlien de Wit en Charlotte Boelens
Jaar: 2009
Wikipedia link: Vezel

Inhoud

Naam

Natuurlijk vezels; onder te verdelen in vier groepen:

  • Plantaardige vezels, zoals katoen, hennep, jute, kokosnoot, bamboe, vlas, abaca en sisal
  • Houtvezels.
  • Dierlijke vezels, zoals spinrag, wol, catgut, alpacahaar, kameelhaar, angora, zijde, kasjmier, mohair.
  • Mineraal vezels zoals asbest.

Beschrijving

Eerst de beschrijvinig van een vezel: “Een vezel is een lang dun draad waarvan de lengte tenminste drie keer groter is dan de doorsnede.” Natuurlijke vezels zijn gemaakt van natuurlijke materialen, deze kunnen van planten, dieren, mineralen en bomen afkomstig zijn.

Eigenschappen (fysische eigenschappen t.b.v. tabellen)

Hieronder staat een tabel die informatie geeft over de betreffende natuurlijke vezel.

Vezel Vezeldiameter Vezellengte Uiterlijk vezel
Zijde 10-13 micrometer 500-1500 meter Vezel1.jpg
Wol 16-40 micrometer 7-15 centimeter Vezel2.jpg
Kokosnoot 12-25 micrometer Max. 35 centimeter Vezel3.jpg
Vlas 12-16 micrometer Max. 90 centimeter Vezel4.jpg
Hennep 16-50 micrometer 0,9-4,5 meter Vezel5.jpg
Katoen 11-22 micrometer 10-65 millimeter Vezel6.jpg
Angora 14-16 micrometer Niet gevonden Vezel7.jpg

De natuurlijke vezel wordt vaak vergeleken met de glasvezel. Dit wordt gedaan omdat beide vezels op dezelfde manier in composieten worden gebruikt. De natuurlijke vezel is langzamerhand de glasvezel aan het vervangen. Hieronder staan een tabel die de fysische eigenschappen geeft van natuurlijke en glasvezel. De tweede tabel vergelijkt de glasvezel met de natuurlijke vezel, hierin staan al een aantal redenen waarom natuurlijke vezels in composieten steeds meer voorkomen.

Tabel vezels.jpg Tabel vezels2.jpg

Leveringsvormen

Natuurlijke vezels zijn in vele leveringsvormen te verkrijgen. In de natuurlijke vorm, verwerkt in composiet, verweven in bijvoorbeeld kleding of in andere producten.

Be- en verwerkingstechnieken

De natuurlijke vezel wordt op heel veel manieren verwerkt. Één van de bekende verwerkingstechnieken is bijvoorbeeld het weven van wol. De nieuwste manier om de vezel te verwerken is in een composiet. De vezel wordt in een paar stappen in het composiet verwerkt, dit kan een manier zijn om het te verwerken:

  1. Mal: eerst wordt een mal gemaakt van het composietmateriaal of metaal. Deze mal wordt gegelcoat in de kleur van het eindproduct.
  2. Bekleding: de mal wordt handmatig bekleed met vezel en eventueel ook met kernmateriaal en inserts. In dit geval worden dus natuurlijke vezels gebruikt, zoals hennep.
  3. Injectie: de dubbelzijdige mal wordt vacuüm gezogen (VA-RTM) en geïnjecteerd met het tweede component van de composiet: hars, polyester, vinylester, epoxy of biohars. Dit is one-shot productie.
  4. Afwerking: Na het uitharden in de mal wordt het product gelost. De naden worden afgewerkt en het object wordt indien gewenst nog nabewerkt.

Toepassingen

Er zijn duizenden toepassingen van natuurlijke vezels. Zo worden de vezels gebruikt in kleding, tenten, meubels, geld, etc. De natuurlijke vezel is goed te combineren met andere materialen waardoor composieten ontstaan. De vezel wordt vooral gecombineerd met kunstoffen zoals epoxy of hars. Als de composiet met enkel natuurlijke materialen wordt gemaakt heet het een biocomposiet. Dit is erg innovatief maar wordt nu al gebruikt omdat het veel voordelen heeft. Dit wordt onder andere toegepast in de automobielindustrie. Hieronder staan een tweetal voorbeelden van het bedrijf NPSP:

Fietspaddenstoel
  1. De oude fietspaddenstoelen van de ANWB worden vervangen voor milieuvriendelijkere exemplaren. De nieuwe paddenstoel wordt volgens de Life Cycle Analysis vervaardigd en levert een milieu besparing van 40% op. De paddenstoel bestaat uit vlas-en hennepvezels gecombineerd met polyesterhars.
Flaxcat
  1. De Flaxcat is ’s werelds eerste grote constructie van vlas die aan zware mechanische belastingen kan worden blootgesteld. De Flaxcat is vervaardigd uit epoxyinjectie in een enkelzijdige mal onder vacuümfolie; deze techniek is speciaal ontwikkeld voor natuurvezel.

Voordelen

Natuurlijke vezels zijn een stuk beter voor het milieu in vergelijking met andere vezels. Dit komt onder andere omdat er minder afvalmateriaal overblijft na het verwerken. Dit restmateriaal is minder schadelijk voor het milieu. Daarnaast is het nog een voordeel dat het makkelijker is om deze afvalstoffen te verwerken. Echter wanneer de vezels worden gebruikt in compostieten is dit een heel ander verhaal, zie de nadelen. Wanneer je natuurlijke vezels gebruikt in composieten zijn er ook veel voordelen ten opzichte van andere niet natuurlijke composieten. Zo worden natuurlijke vezels en glasvezels, zoals eerder gezegd, veel met elkaar vergeleken. Uit deze vergelijkingen blijkt dat de natuurlijke vezel dus veel beter is voor het milieu (zie het stukje Milieuaspecten). De natuurlijke vezel kan meer krachten opvangen dan de glasvezel bij een zelfde gewicht. Wanneer de natuurlijke vezel dan wordt toegepast heeft dit als gevolg dat het product een stuk lichter zal zijn. Nog een voordeel is dat er bij de composieten met natuurlijke vezels minder onderhoud nodig dan bij andere vezels.

Nadelen

De natuurlijke vezel alleen gaat gemakkelijk rotten. Door deze echter op de juiste manier te combineren met andere materialen (door composieten te vormen) is dit probleem gemakkelijk op te lossen. Wel is er dan een extra handeling nodig om de vezel ‘gebruiksklaar’ te maken. Het recyclen van natuurlijke composieten is ook niet gemakkelijk. Het product opgebouwd uit verschillende lagen van materialen die goed aan elkaar vast moeten zitten om aan alle eisen voor het product te voldoen. Doordat alles stevig aan elkaar vast zit is het het lastig is om het materiaal te scheiden en te recyclen. Het kost dan ook veel geld om het materiaal toch goed te recyclen. Echter kunnen bio-composieten verbrand worden en composieten met glasvezels niet. Het heeft dan een kortere CO2-cyclus en het kan ook omgezet worden in groene stroom. In de toekomst hoopt men hier nog verder mee te komen en een goed, duurzaam composiet te maken. Zo zal de kunsthars die tegenwoordig wordt gebruikt waarschijnlijk worden vervangen door biohars.

Milieuaspecten

De natuurlijke vezels en de composieten die ervan gemaakt worden zijn, zoals eerder gezegd, een stuk beter voor het milieu dan andere mogelijke toepassingen zoals glasvezel. Dit komt omdat ten eerste bij het produceren van het product minder energie nodig is. Ook is bij het maken van de composieten minder hars of andere chemicaliën nodig, waardoor er ook minder milieuschadelijke stoffen worden gebruikt. De uitstoot van de toch nog gebruikte chemicaliën kan door een speciale manier van produceren (met dubbele gesloten mallen) met 95 % worden terug gedrongen. Het feit dat de natuurlijke vezel een stuk lichter is heeft ook positieve gevolgen voor het milieu. Wanneer je dit materiaal gaat toepassen bij auto’s of treinen scheelt het aanzienlijk in het gewicht en zal er hierdoor brandstof gespaard worden en minder CO2 worden uitgestoten.

Leveranciers en kenniscentra

Bedrijven o.a. gespeciliceerd in het verwerken van composietmaterialen met natuurlijke vezel:

Internetbronnen

  • Artikel: “Natural Fibers: Nature Providing Technology for Composites”

http://docs.google.com/gview?a=v&q=cache:JP0uAXgeFMoJ:www.sampe.org/news/TechTidbitsMayJune08.pdf+table+natural+fibers&hl=nl&gl=nl&sig=AFQjCNG5-_ALFz2f1CV_N4mXnfY7OXoOiA

  • Artikel: “Natural fibres: can they replace glass in fibre reinforced plastics?”

http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6TWT-48KVBD9-7&_user=499905&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1027977601&_rerunOrigin=google&_acct=C000024538&_version=1&_urlVersion=0&_userid=499905&md5=acc28770a2e9bc7dc17aba6bc36d835a

Persoonlijke instellingen
Naamruimten
Varianten
Handelingen
Navigatie
Hulpmiddelen