Mechanical Behaviour of Hybrid Composites Developed from Textile Waste

Masood, Z.; Ahmad, S.; Umair, M.; Shaker, K.; Nawab, Y.; Karahan, M.

doi:10.5604/01.3001.0010.7796

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Mechanical Behaviour of Hybrid Composites Developed from Textile Waste

Autorzy

Masood Z. , Ahmad S. , Umair M. , Shaker K. , Nawab Y. , Karahan M.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0010.7796

Warianty tytułu

Ocena właściwości mechanicznych kompozytów hybrydowych wytworzonych z odpadów włókienniczych

Języki publikacji

Abstrakty

The current study focused on the use of textile industry waste (cotton and jute) and glass fabric for the development of hybrid composites. Composites were fabricated using either a single reinforcement or different fractions of cotton, jute and glass fabric. A good fibre-matrix interface was observed using Scanning Electronic Microscopy (SEM). The mechanical performance of the composites developed was analysed under certain loads. The tensile and flexural properties of the composites developed from waste material was found lower as compared to the glass fiber composites, while hybrid composites had comparable properties. Regression equations were also developed to predict the mechanical properties of the hybrid composites. Dynamic Mechanical Analysis (DMA) results revealed that after some pre-treatment (mercerization and desizing) textile waste materials can be used with virgin material in the reinforcement part of the composite to decrease the cost, but with optimum mechanical properties.

Przeprowadzone badania koncentrowały się na wykorzystaniu odpadów włókienniczych (bawełna i juta) oraz wyrobów z włókien szklanych do rozwoju kompozytów hybrydowych. Otrzymane kompozyty poddano ocenie przy użyciu skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM), a także zbadano ich właściwości mechaniczne. Wytrzymałość na rozciąganie i zginanie kompozytów wytworzonych z materiału odpadowego były niższe w porównaniu z kompozytami z włókna szklanego, podczas gdy kompozyty hybrydowe miały porównywalne właściwości. W celu przewidywania właściwości mechanicznych kompozytów hybrydowych opracowano równania regresji. Wyniki dynamicznej analizy mechanicznej (DMA) wykazały, że po pewnym wstępnym przygotowaniu (merceryzacja i usuwanie klejonki) odpady włókiennicze mogą być z powodzeniem stosowane w połączeniu z nieużywanym materiałem w części wzmacniającej kompozytu, przyczyniając się do zmniejszenia kosztów produkcji, przy zachowaniu optymalnych właściwości mechanicznych kompozytów. Wytwarzanie kompozytów hybrydowych może śmiało przyczynić się do rozwiązania problemów związanych z usuwaniem odpadów tekstylnych.

Słowa kluczowe

hybrid composite textile waste dynamic mechanical analysis mechanical properties

kompozyt hybrydowy odpady włókiennicze dynamiczna analiza mechaniczna właściwości mechaniczne

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny

Czasopismo

Fibres & Textiles in Eastern Europe

Rocznik

2018

Tom

Vol. 26, no. 1 (127)

Strony

46--52

Opis fizyczny

Bibliogr. 32 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Masood Z.

Textile Composite Materials Research Group, Faculty of Engineering and Technology, National Textile University, Faisalabad, Pakistan

autor

Ahmad S.

Textile Composite Materials Research Group, Faculty of Engineering and Technology, National Textile University, Faisalabad, Pakistan

autor

Umair M.

Textile Composite Materials Research Group, Faculty of Engineering and Technology, National Textile University, Faisalabad, Pakistan

autor

Shaker K.

Textile Composite Materials Research Group, Faculty of Engineering and Technology, National Textile University, Faisalabad, Pakistan

autor

Nawab Y.

Textile Composite Materials Research Group, Faculty of Engineering and Technology, National Textile University, Faisalabad, Pakistan

autor

Karahan M.

mkarahan@uludag.edu.tr

Vocational School of Technical Sciences, Uludag University, Bursa, Turkey

Bibliografia

1. Mouritz A P, Bannister MK, Falzon PJ, et al. Review of applications for advanced three-dimensional fibre textile composites. Compos Part A Appl Sci Manuf 1999; 30: 1445–1461.
2. Shah DU. Developing plant fibre composites for structural applications by optimising composite parameters: a critical review. J Mater Sci 2013; 48: 6083–6107.
3. Taylor P, Bhowmick M, Mukhopadhyay S, et al. Mechanical properties of natural fibre- reinforced composites. Text Prog 2012; 44: 85–140.
4. Abedin MZ, Beg MDH, Pickering KL, et al. Study on the Mechanical Properties of Jute / Glass Fiber-reinforced Unsaturated Polyester Hybrid Composites : Effect of Surface Modification by Ultraviolet Radiation. J Reinf Plast Compos 2006; 25: 575– 588.
5. John MJ, Anandjiwala RD, Pothan LA, et al. Cellulosic fibre-reinforced green composites. Compos Interfaces 2012; 37–41.
6. Chabba S. Composites get greener. Mater Today 2003; 22–29.
7. Blicblau A.S, Coutts R.S.P SA. Novel composites utilizing raw wool and polyester resin. J Mater Sci Lett 1997; 16: 1417–1419.
8. Cheung H, Ho M, Lau K, et al. Natural fibre-reinforced composites for bioengineering and environmental engineering applications. Compos Part B Eng 2009; 40: 655–663.
9. La Mantia FP, Morreale M. Green composites: A brief review. Compos Part A Appl Sci Manuf 2011; 42: 579–588.
10. Zou Y, Xu H, Yang Y. Lightweight Polypropylene Composites Reinforced by Long Switchgrass Stems. J Polym Environ 2010; 18: 464–473.
11. Clark R a., Ansell MP. Jute and glass fibre hybrid laminates. J Mater Sci 1986; 21: 269–276.
12. Short D, Es JS. Part 2. Physical properties. Composites 1980; 33–38.
13. Ashori A, Nourbakhsh A. Bio-based composites from waste agricultural residues. Waste Manag 2010; 30: 680–4.
14. Fávaro SL, Lopes MS, Vieira de Carvalho Neto AG, et al. Chemical, morphological, and mechanical analysis of rice husk/post-consumer polyethylene composites. Compos Part A Appl Sci Manuf 2010; 41: 154–160.
15. Pfister DP, Larock RC. Green composites from a conjugated linseed oil-based resin and wheat straw. Compos Part A Appl Sci Manuf 2010; 41: 1279–1288.
16. Ahankari SS, Mohanty AK, Misra M. Mechanical behaviour of agro-residue reinforced poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), (PHBV) green composites: A comparison with traditional polypropylene composites. Compos Sci Technol 2011; 71: 653–657.
17. Reddy N, Yang Y. Structure and properties of high quality natural cellulose fibers from cornstalks. Polymer (Guildf) 2005; 46: 5494–5500.
18. Habibi Y, El-Zawawy WK, Ibrahim MM, et al. Processing and characterization of reinforced polyethylene composites made with lignocellulosic fibers from Egyptian agro-industrial residues. Compos Sci Technol 2008; 68: 1877–1885.
19. Barone J, Schmidt W, Liebner C. Compounding and molding of polyethylene composites reinforced with keratin feather fiber. Compos Sci Technol 2005; 65: 683– 692.
20. Lee S, Cho D, Park W, et al. Novel silk/poly(butylene succinate) biocomposites: the effect of short fibre content on their mechanical and thermal properties. Compos Sci Technol 2005; 65: 647–657.
21. Thakur V, Singha A, Thakur M. Biopolymers Based Green Composites: Mechanical, Thermal and Physico-chemical Characterization. J Polym Environ 2012; 20: 412–421.
22. Kalia S, Kaith BS, Kaur I. Pretreatments of natural fibers and their application as reinforcing material in polymer composites—A review. Polym Eng Sci 2009; 49: 1253–1272.
23. Shaker K, Ashraf M, Jabbar M, et al. Bioactive woven flax- based composites: Development and characterisation. J Ind Text 2016; 46: 549–561.
24. Drennan RT. Pakistan Cotton and Products Annual Cotton and Products Annual 2013. 2013.
25. Nazir MU, Shaker K, Ahmad S, et al. Investigating the mechanical behavior of composites made from textile industry waste. J Text Inst. Epub ahead of print 2016. DOI: 10.1080/00405000.2016.1193982.
26. Mishra R, Behera BK, Militky J. 3D woven green composites from textile waste: mechanical performance. J Text Inst 2014; 105: 460–466.
27. Zhu J, Zhu H, Njuguna J, et al. Recent development of flax fibres and their reinforced composites based on different polymeric matrices. Materials (Basel) 2013; 6: 5171– 5198.
28. Mandhakini M, Devaraju S, Venkatesan MR, et al. Linseed vinyl ester fatty amide toughened unsaturated polyester-bismaleimide composites. High Perform Polym 2012; 24: 237–244.
29. Hoto R, Furundarena G, Torres JP, et al. Flexural behavior and water absorption of asymmetrical sandwich composites from natural fibers and cork agglomerate core. Mater Lett 2014; 127: 48–52.
30. Thakur VK, Singha a. S, Thakur MK. Green Composites from Natural Fibers: Mechanical and Chemical Aging Properties. Int J Polym Anal Charact 2012; 17: 401– 407.
31. Suhreta Husic´ , Ivan Javni ZSP. Thermal and mechanical properties of glass reinforced soy-based polyurethane composites. Compos Sci Technol 2005; 65: 19–25.
32. Wang S, Masoodi R, Brady J, et al. Tensile Strength and Water Absorption Behavior of Recycled Jute-Epoxy Composites. J Renew Mater 2013; 1: 279–288.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-4684d108-c1bc-445e-81a9-de0735bf52fe