簡易鹼處理強化鳳梨葉纖維，提升永續複合材料性能 - 農業知識入口網

文章來源 : 農業科技新脈動    2026-10-13

鳳梨葉纖維的複合材料應用潛力

　　泰國瑪希敦大學（Mahidol University）與英國紐卡索大學新加坡校區（Newcastle University in Singapore）研究團隊，探討鹼處理對鳳梨葉纖維結構及機械性質的影響。鳳梨葉為熱帶地區常見的農業剩餘資材，因纖維素含量高，具有作為聚合物複合材料補強材的潛力。

鹼處理改善纖維結晶結構

　　鹼處理通常以氫氧化鈉去除纖維中的木質素、半纖維素等非纖維素成分。過去研究多認為，這項處理主要透過改善纖維與樹脂基材之間的界面黏著，提升複合材料性能。研究團隊透過X光繞射分析及浸漬纖維束試驗（Impregnated Fiber Bundle Test, IFBT）發現，鹼處理後仍可保有纖維素I型結晶相，並提高纖維內部的結晶有序程度。

纖維剛性提升

　　處理後，鳳梨葉纖維的彈性模數由18 GPa提高至29 GPa，強度由390 MPa增至530 MPa，顯示鹼處理可直接提升纖維本身的剛性與強度，而非僅改善其與樹脂基材的界面黏著。

環氧樹脂複合材料的機械性能

　　研究團隊進一步將重量占比20%的處理後鳳梨葉纖維加入環氧樹脂，製成單向纖維複合材料。與未添加纖維的環氧樹脂相比，其彎曲模數提高約200%、彎曲強度提高約180%，缺口衝擊抗性則提高約400%，顯示纖維本身的強化可進一步提升複合材料的機械性能。

農業剩餘資材的循環利用

　　研究結果顯示，鹼處理不僅可改善鳳梨葉纖維與樹脂基材之間的界面黏著，也能提高纖維內部結晶有序程度，進而提升纖維本身及複合材料的機械性能。由於鳳梨葉為熱帶地區大量產生的農業剩餘資材，此技術有助於提升其利用價值、減少對合成補強材料的依賴，並支持循環生物經濟中的永續材料發展。本研究已發表於《ACS Omega》期刊。

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