Ekoa TP:木质素基热塑性复合材料,可持续性超越木材
CW多次报道过Lingrove及其Ekoa产品,但那些是使用亚麻纤维和生物环氧树脂的热固性预浸料和板材。公司现推出Ekoa TP,采用木质素基热塑性树脂,实现工业规模快速加工和可回收性,打造结构复合材料,拥有木材外观手感,却具备更优可持续性。
Lingrove开发、销售和分销植物基纤维和树脂。其Ekoa亚麻/生物环氧预浸料密度低于碳纤维,兼具高强度、阻尼减震和美学吸引力。来源:Lingrove
优于木材
木材是大自然的结构复合材料,由纤维素纤维和天然聚合物木质素构成,坚固且轻量。就比强度和比刚度而言,木材接近复合材料和金属,仍是家具、住宅和室内装饰的首选材料。然而其可持续性日益令人担忧:
- 87%的原始森林已消失。
- 森林砍伐是全球最大环境问题之一,不只发生在发展中国家——2000-2012年树木损失最多的前10国中,瑞典、芬兰和葡萄牙名列其中。
- 据估算,森林砍伐占温室气体排放的约20%。
木材在相对低密度下具有优异强刚度,但按当前全球消耗速率,它并非可持续资源。
来源:https://www-materials.eng.cam.ac.uk/mpsite/interactive_charts/spec-spec/basic.html(左),CW基于www.eco2greetings.com和www.infographicsly.com解读(右)。
树木需25-100年生长致密成为结构材料。亚麻仅需100天成熟,无需灌溉且碳负排放。加拿大年产100万吨亚麻籽,秸秆却被弃置。Lingrove计划利用这些秸秆,结合已产业化的全球供应链生产高强度、轻量化连续天然纤维。Lingrove再将这些天然纤维与源自非粮食来源、可回收的木质素基生物树脂融合。成果即Ekoa TP。
亚麻纤维可持续、碳负排放,已作为连续高强重比复合增强纤维产业化生产。来源:Lingrove。
新复合材料,新应用
Ekoa TP为连续纤维增强热塑性卷材。裁切分层置入模具后,即成为易于压缩模塑成三维形状的结构复合材料。下图水槽为全球最大室内装饰公司之一定制。"我们致力于将复合材料优势拓展至传统应用之外,"Lingrove创始人Joe Luttwak表示。
Ekoa TP通过快速加工且可持续的结构复合材料实现三维成型。
来源:Lingrove
Luttwak在法拉利设计部门接触复合材料,后创立Blackbird Guitar,用碳纤维的轻量高性能制作外观音色如木材的精美乐器。这些材料还提供更佳耐湿耐热性,不再助长红木、桃花心木等珍贵原始林木材500亿美元黑市交易。
多年开发完善生物基复合技术后,Luttwak创立Lingrove拓展Ekoa应用。如顶部案例所示,但随即面临规模化挑战。"我们看到热塑性材料提供快速加工和更易可回收性,"Luttwak指出。"室内装饰和家具制造商需要像塑料一样工业化规模加工的材料,而消费者想要木材的外观手感,以及保护而非破坏地球的产品。Ekoa TP两全其美。"
Lingrove与全球最大商业室内公司Steelcase(美国密歇根州大急流城)签署意向书(LOI)并持续开发。"我们也向多家最大家具企业及汽车内饰领域供应试销量,"Luttwak补充。最终Lingrove将面向1500亿美元建筑市场提供产品。"复合材料刚切入此领域,但全球37%二氧化碳排放源于居住和商业建筑。这是我们在提供理想性能美学的同时能产生实质影响的市场。"
产品与产能扩张
除连续卷材(数百英尺)整体板外,Ekoa TP还将作为结构板材销售,可选多种芯材,从复合材料常用的端纹轻木和泡沫芯,到建筑内饰熟悉的聚氨酯泡沫和纸板蜂窝芯。Lingrove也在研发新型芯材。
公司已为天然纤维结构板材及材料制造技术申请专利,正建设连续板材产能,目标2018年底达日产5,000英尺,2019年扩至10,000英尺/日。
"复合材料必须在轻量化之外发挥更大作用,"Luttwak说。"该关注能减少废弃物、运输和全生命周期成本,同时解决能耗、排放及森林砍伐等破坏性全球趋势驱动因素的材料。"随世界人口膨胀,建筑业预计规模翻倍,Ekoa TP复合材料呈现真实机遇。
Axia Materials试用Lingrove Ekoa TP(上)作为其Pixel Haus产品潜在材料,图为韩国近期完成的住房项目。
阅读"热塑性复合板材提供经济适用住房解决方案"。
来源:Axia Materials, Pixel Haus。
树脂