Кокосовое волокно извлекается из внешней оболочки кокоса. Культивирование кокоса сосредоточено в тропических поясах Азии и Восточной Африки.
Существует два типа кокосовых волокон: коричневое волокно, получаемое из зрелых кокосов, и белое волокно, получаемое из незрелых кокосов. Кокосовые волокна жесткие и прочные, имеют низкую теплопроводность. Кокосовые волокна продаются в трех видах: длинные волокна, относительно короткие и смешанные. Эти различные типы волокон используются по-разному в зависимости от потребностей.
В машиностроении в основном используются коричневые волокна. Ежегодно во всем мир производится около 500 000 тонн кокосового волокна. Индия и Шри-Ланка также являются основными экспортерами, за ними следуют Таиланд, Вьетнам, Филиппины и Индонезия.
Примерно половина произведенных кокосовых волокон экспортируется в виде сырого волокна.
У кокосовых волокон множество преимуществ, например:
- их не ест моль;
- устойчивы к грибкам и гниению;
- обеспечивают отличную изоляцию от температуры и звука;
- огнестойки;
- не подвержены воздействию влаги и сырости;
- прочные и долговечные;
- упругие;
- держат форму даже при постоянном использовании;
- легко чистятся.
Свойства кокосовых волокон
Кокосовые волокна изучались многими исследователями для различных целей. Существуют огромные различия в некоторых свойствах, например, диаметр кокосовых волокон примерно одинаков, а величины прочности на разрыв сильно отличаются.
Кокосовое волокно является самым вязким из всех натуральных волокон. Кокосовые волокна способны выдерживать деформацию в 4-6 раз больше, чем другие волокна. Размеры волокон различных отдельных клеток зависят от типа вида, местоположения и зрелости растения. Гибкость и разрыв волокна зависят от соотношения длины к диаметру волокна, что также определяет продукт, который может быть изготовлен из него.
Форма и размер центральной полой полости, люмена, зависит от толщины клеточной стенки и источника волокна. Полая полость служит акустическим и тепловым изолятором, так как ее наличие уменьшает объемную плотность волокна.
Внутренне кокосовое волокно имеет более высокую механическую прочность по сравнению с внешним волокном, но внешнее кокосовое волокно обладает более высоким удлинением, что позволяет поглощать или выдерживать более высокую энергию растяжения по сравнению с внутренним кокосовым волокном.
Кокосовые волокна содержат целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин в качестве основного состава. Это влияет на различные свойства кокосовых волокон. Предварительная обработка волокон изменяет состав. Иногда она улучшает поведение волокон, но иногда её действие не является благоприятным.
Применение кокосового волокна
Цементно-песчаный раствор
Исследование механических свойств цементно-песчаного раствора, армированного кокосовыми волокнами показало, что его прочность больше по сравнению с обычным раствором.
Автозапчасти
Команда исследователей Бэйлорского университета пытается разработать технологию использования кокосового волокна в качестве замены синтетических полиэфирных волокон в композитах, полученных методом прессования. Их целью является использование кокосового волокна для изготовления обшивки багажника, напольных покрытий и внутренних дверных покрытий автомобилей.
Бетон
Исследование характеристик (прочность на изгиб, вязкость при разрушении и энергию разрушения) эпоксидно-полимерного бетона, армированного натуральными волокнами (кокос, багасса и банановые волокна сахарного тростника) показало, что вязкость разрушения и энергия разрушения кокосового фибробетона были выше, чем у других фибробетонов, армированных полимербетоном. При этом прочность на изгиб была увеличена до 25% только с помощью кокосового волокна.
В 2008 году разработали уникальный бронежилет из кокосового волокна, который обеспечивает такую же защиту, какую и обыкновенный жилет. Это не только более экономично, но и намного легче. Обычный пуленепробиваемый жилет весит 9 кг, а из кокосового волокна всего 3 кг.
В 2007 году ученые использовали кокосовое волокно в производстве мотоциклетного шлема (каски). После разработки технологии изготовления оболочек шлемов были проведены механические испытания этого материала для определения его характеристик.
Помимо применения в машиностроении, кокосовые волокна также используются в пряже, веревках, матах, матрасах, кистях, мешках, мешковинах, катерах, коврах, текстиле, изоляционных панелях и упаковке.
Вывод
Кокосовое волокно считается наиболее вязким и энергопоглощающим материалом. Они могут быть использованы в композитах для различных целей. Различные аспекты многих композитов, армированных кокосовыми волокнами уже были исследованы, и как сообщают многие исследователи, достигаются лучшие результаты.
Поскольку использование кокосовых волокон дало прекрасные результаты, все еще существует вероятность того, что нас только ждет изобретение новых продуктов и машиностроительных технологий, содержащих кокосовые волокна с улучшенными результатами.
