CompositesWorld杂志已经多次撰写了有关Lingrove公司及其Ekoa品牌产品的文章,但这些文章都是关于使用亚麻纤维和生物环氧树脂的热固性预浸料和面板的。该公司现已推出的Ekoa TP是一种使用木质素基热塑性塑料进行工业规模快速加工并且可以回收利用的结构复合材料,不仅具有木材的外观和感觉,而且具有良好的可持续性。
Lingrove开发、销售并分销植物纤维和树脂。它的Ekoa亚麻/生物质环氧塑料预浸料的密度比碳纤维低,并且具有高强度,抗震和美观的特点。
比木材更好
木材是一种天然的结构复合材料,是由木质素(一种天然聚合物)将纤维素、纤维结合在一起而组成的一种强而质轻的材料。 单就强度和刚度而言,木材的强度和刚度接近复合材料和金属,而且它一直是家具,家庭和室内装饰的首选材料。 但是,木材的可持续性问题日益严峻:
87%的原始森林消失了。
森林砍伐严重是世界上最大的环境问题之一,并不仅仅是在发展中国家面临的-瑞典、芬兰和葡萄牙在2000 - 2012年失去的树木数量的国家排名中都在前10位当中。
据估计,森林砍伐造成的温室气体排放量约占温室气体排放总量的20%。
木材在相对较轻的重量(低密度)下具有非常好的强度和刚度,但实际上,在当前的全球消费率面前,它不是一种可持续资源。
树木需要25 - 100年的时间才能生长和致密化成为结构材料。 亚麻在100天内生长完成,期间不需要灌溉,而且二氧化碳负排放。 加拿大每年生产100万吨亚麻,而且只要种子,会扔掉茎秆。但Lingrove公司计划使用这些秸秆,与已经工业化的全球供应链合作,生产出高强度并且轻质连续天然纤维。然后,Lingrove将这些天然纤维与利用木质素制成的生物基树脂混合,该木质素来自非食物资源并可回收利用。产生的产品就是Ekoa TP。
亚麻纤维是一种可持续的,二氧化碳负排放的植物纤维并且已经作为连续的,高强度 - 重量的复合强化纤维生产
新复合材料,新用法
Ekoa TP是一种连续纤维增强热塑性塑料卷材。一旦在模具中切割和分层,它就变成了一种容易模压成三维形状的结构复合材料。下面的水槽是为世界上最大的室内装饰公司之一制作的。 “我们正在尝试扩大复合材料在其传统应用之外的用法,”Lingrove创始人Joe Luttwak说。
Ekoa TP通过快速处理具有三维成型性又可持续的复合材料结构。
Luttwak在为法拉利公司进行设计工作时对复合材料有了一定的的认知。然后,他继续设计了黑鸟吉他,用碳纤维的轻质和性能制造出的美丽乐器,但拥有木材的外观和声音。碳纤维材料还提供了更好的抗湿度和抗温度性能,并且不再助长价值500亿美元的黑市去盗挖老龄树,如红木和桃花心木。
通过对这种基于生物的复合技术多年的开发和改进,Luttwak创建了Lingrove公司,扩大了Ekoa产品的应用范围。正如开始的例子所说明的那样,他已经实现了这个目标,但随后遇到了可扩展性的问题。 “我们可以看到热塑性塑料能够快速加工并且更容易回收利用,”Luttwak指出。 “室内装饰和家具制造商需要的是像塑料一样可以在工业规模上进行加工的材料,但消费者需要木材的外观和感觉,也就是有助于防止地球遭到破坏,而不是对地球环境产生作用的产品。 而Ekoa 的TP材料可以兼顾两者的要求。“
Lingrove已经与世界上最大的商业室内装饰公司Steelcase(位于美国密歇根州大瀑布城)签订了合作意向书(LOI)并不断合作开发。“我们还向几家最大的家具公司以及汽车内饰公司进行试量销售,”Luttwak补充道。最终,Lingrove将为价值达1500亿美元的建筑市场提供产品。 “复合材料刚刚在这个行业出现,但全球37%的二氧化碳排放量来自住宅和商业建筑。这将是一个我们产品提供的理想性能和美观外表的同时发挥重要作用的市场。“
产品和扩大生产
除连续轧制(数百英尺)的合并板材外,Ekoa TP还将作为结构板出售,提供各种结构材料,已经广泛用于复合材料的端粒式轻木和泡沫芯,到建筑和室内装饰常用的材料,如聚氨酯泡沫和纸板蜂窝。Lingrove还在研究新型生物基核的使用。
该公司已经取得了制造天然纤维结构板和材料的技术专利,目前正在开发其连续板材生产能力,目标是到2018年底初步达到生产5000英尺/天等,并在2019年初达到10,000英尺/天。
“复合材料必须做到的不仅仅是轻量化,”Luttwak说。 “现在考察一种材料的时候,这些材料不仅要减少浪费、运输和生命周期成本,还要能解决能源的使用、排放问题并减少对全球毁灭性趋势的刺激,如森林的砍伐。”根据世界人口的增长和建筑行业的对人口增长的响应,预计需要的建筑尺寸会翻倍,而Ekoa TP复合材料将面临真正的机会。
Axia Materials已经试用了Lingrove的Ekoa TP复合材料作为其Pixel Haus产品的备用材料,这是在最近在韩国完成的住房项目中看到的