厄瓜多尔亚马逊地区Yanchama（Poulsenia Armata）纤维布的综合表征：迈向可持续增强材料

本研究针对天然纤维增强复合材料开发需求，对亚马逊地区特有树种Poulsenia Armata纤维布（PAFC）进行了系统性表征。通过SEM、TGA、XRD、FTIR、NMR等技术手段，首次揭示了该材料具有高纤维素含量（58%）、低木质素（1.38%）和半纤维素（0.51%）的独特组成，以及优异的结晶度（70%）和热稳定性（降解起始温度245°C）。研究证实PAFC可作为高性能环保增强材料，为可持续复合材料开发提供了新选择，对推动绿色材料发展具有重要意义。

　　

在全球倡导可持续发展的背景下，工程材料领域正积极寻求石油基合成材料的环保替代品。天然植物纤维因其可再生、可生物降解和低环境负荷的特性，成为聚合物复合材料理想的增强相候选者。然而，不同植物纤维的力学性能、热稳定性和界面相容性存在显著差异，这主要取决于其化学组成、微观结构和提取工艺。目前广泛使用的麻、竹等纤维虽已实现商业化应用，但资源分布不均和性能局限性促使研究人员不断探索新型天然纤维资源。

厄瓜多尔作为全球生物多样性热点地区，拥有丰富的植物资源储备，其中亚马逊雨林特有种Poulsenia Armata（当地称为Yanchama）传统上被用于家具制造，其树皮内层纤维布的潜在工程价值尚未得到系统研究。此前仅有哥伦比亚学者进行过初步探索，而厄瓜多尔本土种质的特性研究仍属空白。为此，来自厄瓜多尔武装力量大学的研究团队在《Journal of Materials Research and Technology》发表了首篇针对厄瓜多尔亚马逊地区Yanchama纤维布的全面表征研究。

研究人员采用多尺度表征技术体系：通过ANKOM纤维分析仪测定化学组分，扫描电镜（SEM）观察表面形态，氦气比重计测量密度，X射线衍射（XRD）分析结晶特性，傅里叶变换红外光谱（FTIR）和固态核磁共振（NMR）解析化学结构，热重分析（TGA）评估热稳定性，万能试验机测试力学性能。所有样品均取自厄瓜多尔帕斯塔萨省的Puyo地区，经传统工艺加工成纤维布后通过球磨粉碎和筛分制备标准化样品。

化学组分分析揭示Yanchama纤维布具有特殊组成：纤维素含量达58.03%，而木质素（1.38%）和半纤维素（0.51%）含量显著低于常见天然纤维。这种组成特征通过FTIR和¹³C NMR得到验证，光谱显示强烈的纤维素特征峰（如3331 cm^-1处-OH伸缩振动）和微弱的木质素信号（2250 cm^-1处C=C振动）。低木质素含量意味着纤维更易与聚合物基质结合，减少界面缺陷。

SEM显微图像显示纤维布由大量相互连接的纤丝组成，表面粗糙且呈单向排列结构，这种形态有利于与基体产生机械互锁效应。研磨后的纤维呈现带状结构，比表面积增大，有望提升复合材料界面结合强度。密度测试结果为1.53 g/cm³，略高于常见天然纤维，这与高纤维素含量正相关。

XRD分析表明材料具有70%的高结晶度指数和2.76 nm的晶粒尺寸，在2θ=15.68°和23.22°处出现典型纤维素I型衍射峰。高结晶度通常对应更好的力学性能，这通过拉伸试验得到证实：纤维布表现出28.95 MPa的极限抗拉强度、227 MPa的弹性模量和14.91%的断裂伸长率，虽然强度低于某些天然纤维，但其优异延展性在需要能量吸收的应用中具有特殊价值。

热稳定性分析显示纤维布经历三个阶段失重：室温至200°C去除4.9%吸附水；主要降解发生在244-382°C区间（最大降解速率371.8°C），对应纤维素糖苷键断裂；382-500°C为碳化残留物氧化分解。这种热行为与高纤维素含量一致，表明材料可耐受常见聚合物加工温度。

吸水性测试显示纤维布具有典型亲水性特征，初期一小时吸水量达360%，168小时后达到饱和。这种强吸湿性提示在实际应用中需进行表面疏水处理。

该研究首次系统表征了厄瓜多尔亚马逊特有种Poulsenia Armata纤维布的理化特性，证实其作为聚合物增强材料的巨大潜力。高纤维素含量、低木质素组成、优异结晶特性和独特力学性能使其在环保复合材料领域具有应用前景。特别值得注意的是，其高延展性（15%断裂伸长率）弥补了强度方面的不足，在需要抗冲击和能量吸收的结构应用中可能发挥特殊作用。研究结果为天然纤维数据库增添了新成员，为可持续发展提供了新材料选择，同时为当地资源高值化利用提供了科学依据。未来研究应聚焦于表面改性优化和实际复合材料性能验证，推动这种亚马逊天然宝藏向工程应用转化。