Effects of extraction methods on the morphology and physico-chemical properties of spanish broom (Spartium junceum L.) fibres

• Autorzy: Cerchiara T. , Chidichimo G. , Gallucci M. C. , Vuono D.

Warianty tytułu

PL

Wpływ metody ekstrakcji na morfologie i właściwości fizykochemiczne włókien z żarnowca (Spartium junceum L.)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Spanish Broom fibers are very interesting natural material for textile and technical applications. Spanish Broom elementary fibers are arranged in bundles and bound by lignin and pectins. Any industrial utilisation of Spanish Broom requires the separation of the fibers from the woody core of the branches (known as vermenes), which is achieved by different methods: mechanical, chemical and biological. In this work, two different extraction methods (mechanical and physico-chemical) for obtaining Spanish Broom fibers were compared. The chemical and physical properties of Spanish Broom fibers are reported. Fibers extracted by the physico-chemical method showed a content of lignin and pentosans lower than those extracted mechanically. Both the mechanically and physico-chemically extracted fibers were observed by scanning electron microscopy (SEM), and the tensile properties of the fibres extracted are discussed. Spanish Broom fibers extracted by the physico-chemical method have better tensile properties than fibers extracted mechanically.

PL

Włókna z żarnowca są bardzo interesującym materiałem do zastosowań ogólnych i technicznych. Elementarne włókna z żarnowca powiązane są w wiązki i spojone poprzez ligniny i pektyny. Przemysłowe zastosowanie włókien z żarnowca wymaga separacji włókien ze zdrewniałych rdzeni gałązek metodą mechaniczną, chemiczną lub biologiczną. W pracy porównano wyniki uzyskane przy zastosowaniu powyższych metod a w szczególności właściwości fizyczne i chemiczne tych włókien. Włókna uzyskane poprzez ekstrakcję fizykochemiczną odznaczały się większą zawartością lignin i pentozanów niż te uzyskane metodą mechaniczną. Wszystkie włókna badano poprzez SEM oraz sprawdzano ich wytrzymałość mechaniczną. Włókna wyekstrachowane metodą fizyko-chemiczną posiadają wyższą wytrzymałość na rozciąganie.

Słowa kluczowe

EN

cellulose; spanish broom fibres; fibre extraction; biomaterials

PL

celuloza; włókna żarnowca; ekstrakcja włókna; biomateriały

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 18, no. 3 (80)
• Strony: 13--16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Cerchiara T.

• Department of Chemistry

autor

Chidichimo G.

• Department of Chemistry

autor

Gallucci M. C.

• Department of Chemistry

autor

Vuono D.

• Department of Territorial Planning, Calabria University, Ponte P. Bucci, 87036 Arcavacata di Rende (CS), Italy

Bibliografia

• 1. Liu Z., Erhan S.Z., Akin D.E., Barton F.E.; “Green” composites from renewable resources: preparation of epoxidized soyben oil and flax fibre composites. J. Agric. Food Chem., 54, 2006, pp. 2134-2137.
• 2. Arbelaiz A., Fernàndez B., Ramos J.A., Retegi A., Llano-Ponte R., Mondragon I.; Mechanical properties of short flax fibre bundle/polypropylene composites: influence of matrix/fibre modification, fibre content, water uptake and recycling. Comput. Sci. Technol., 65, 2005, pp. 1582-1592.
• 3. Joseph P.V., Joseph K., Thomas S., Pillai C.K.S., Prasad V.S., Groeninck G., Sarkissova M.; The thermal and crystallisation studies of short sisal fibre reinforced polypropylene composites. Compos. Part A: Appl. Sci., 34, 2003, pp. 253-266.
• 4. Fung K.L., Xing X.S., Li R.K.Y., Tjong S.C., Mai Y.W.; An investigation on the processing of sisal reinforced polypropylene composites. Comput. Sci. Technol., 63, 2003, pp. 1255-1258.
• 5. Raya D., Sarkara B.K., Ranab A.K., Bose N.R.; The mechanical properties of vinyl ester resin matrix composites reinforced with alkali-treated jute fibres. Compos. Part. A : Appl. Sci., 32, 2001, pp. 119-127.
• 6. Mwaikambo L.Y., Ansell M.P.; Chemical modification of hemp, sisal, jute and kapok fibres by alkalization. J. Appl. Polym. Sci., 84, 2002, pp. 2222-2234.
• 7. Wambua P., Ivens R., Verpoest I.; Natural fibres: can they replace glass in fibre reinforced plastics? Comput. Sci. Technol., 63, 2003, pp. 1259-1264.
• 8. Herrera-Franco P.J., Valadez-Gonzalez A.; Mechanical properties of continuous natural fibre-reinforced polymer composites. Compos. Part. A: Appl. Sci., 35, 2004, pp. 339-345.
• 9. Medeghini Monatti P., Ferrari C., Focher B., Grippo C., Torri G., Casentino C.; Histochemical and supramolecular studies in determining quality of hemp fibres for textile applications. Euphytica, 140, 2004, pp. 55-57.
• 10. Bledzki A.K., Gassan J.; Composites reinforced with cellulose based fibres. Prog. Polym. Sci., 24, 1999, pp. 221-274.
• 11. Millspaugh C.F.; American Medicinal Plants. General publishing Co. Toronto, 1974.
• 12. Bianchini F.; A. Carrara Pantano Guìa de plantas y flores. Ed. Grijalbo, 5° ed., 1981.
• 13. Pronczuk J., La Borde A.; Plantas silvestres y de coltivo. Universidad de la repubblica, 1988.
• 14. Angelini L.G., Lazzeri A., Levita G., Fontanelli D., Bozzi C.; Ramie (Boehmeria nivea L. Gaud.) and Spanish Broom (Spartium junceum L.) fibres for composite materials: agronomical aspects, morphology and mechanical properties. Ind. Crops and Prod., 11, 145-161, 2000.
• 15. Italian Patent, G. Chidichimo, C. Alampi, T. Cerchiara, B. Gabriele, G. Salerno, M. Vetere; Physical chemical process for production of vegetable fibres. 102184, 2007.
• 16. Gabriele B., Cerchiara T., Salerno G., Chidichimo G., Vetere M.V., Alampi C., Gallucci M.C., Conidi C., Cassano A.; A new physical-chemical process for the efficient production of cellulose fibres from Spanish Broom (Spartium junceum L.). Bioresour. Technol., 101(2), 2010, pp. 724-729.
• 17. McComb E.A., McCready R.M.; Colorimetric determination of pectic substances. Analytical Chemistry, 1952, pp. 1630-1632.
• 18. TAPPI T 223 hm 84. Pentosans in wood and pulp. (1984).
• 19. TAPPI T222 om-02. Acid insoluble lignin in wood and pulp (2002).
• 20. Updegraff D.M.; Semimicro determination of cellulose in biological materials. Anal. Biochem., 32, 420-424, 1969.
• 21. Ververis C., Georghiou K., Christodoulakis N., Santas P., Santas R.; Fibre dimensions, lignin and cellulose content of various plant materials and their suitability for paper production. Ind. Crops Prod., 19, 2004, pp. 245-254.
• 22. Trotter A.; La ginestra. Arte della stampa, Roma, 1941.
• 23. Avella M., Casale L., Dell’Erba R., Focher B., Martuscelli E., Marzetti A.; Broom fibres as reinforcing materials for polypropylene-based composites. J. Appl. Pol. Scie., 68, 1998, pp. 1077-1089.
• 24. Gańan P., Zuluaga R., Velez J.M., Mongragon I.; Biological natural retting for determining the hierarchical structuration of banana fibres. Macromol. Biosci., 4, 2004, pp. 978-982.
• 25. Shamolina I.I., Bochek A.M., Zabivalova N.M., Medvedeva D.A., Grishanov S.A.; An investigation of structural changes in short flax fibres in chemical treatment. Fibres &Textiles in Eastern Europe, 11(1), 2003, pp. 33-36.
• 26. Runcang S., Lawther J.M., Banks W.B.; Isolation and characterization of hemicellulose B and cellulose from pressure refined wheat straw. Ind. Crops and Prod., 7, 1998, pp. 121-128.
• 27. Sekkal M., Dincq V., Legrand P., Huvenne J.P.; Investigation of the glycosidic linkages in several oligosaccharides using FT-IR and FT Raman spectroscopies. J. Mol. Struc, 349, 1995, pp. 349-352.
• 28. Uma Maheswari C., Guduri B.R., Varada Rajulu A.; Properties of lignocellulose Tamarind fruit fibres. J. Appl. Pol. Sci., 110, 2008, pp. 1986-1989.
• 29. Obi Reddy K., Guduri B.R., Varada Rajulu A.; Structural characterization and tensile properties of Borassus fruit fibres. J. Appl. Pol. Sci., 114, 2009, pp. 603-611.