Mechanical properties of kenaf fiber thermoplastic polyurethane-natural rubber composites

• Autorzy: Noor Azammi A. M. , Sapuan S. M. , Ishak M. R. , Sultan M. T. H.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2018.7.6

Warianty tytułu

PL

Właściwości mechaniczne kompozytów na osnowie termoplastycznego poliuretanu i naturalnego kauczuku z włókna mikenafu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Thermoplastic polyurethane-natural rubber TPUR-NR composites filled with treated and untreated kenaf fiber as filler were prepared at different TPUR and NR contents. The content of kenaf fiber was maintained at 12.5 wt % and the fiber was treated with 6 % solution of sodium hydroxide (NaOH), then dried for 24 hours in 100 °C, hot blended with polymer components, pulverized and pressed. The mechanical properties of the composites such as tensile, flexural and impact strength were determined, and their dependence on NaOH treatment of kenaf fibers was investigated. The analysis using scanning electron microscope (SEM) was implemented to identify the effect of alkali treatment on the microstructure of kenaf fiber and TPUR-NR composites. An improvement of fiber surface roughness and bonding between the fiber and polymer as well as an increase in impact energy and elongation at break of the composites was observed.

PL

Otrzymano kompozyty na osnowie termoplastycznego poliuretanu (TPUR) i naturalnego kauczuku (NR) (o różnej zawartości TPUR i NR), napełnionej włóknami kenafu KF (12,5% mas.). Włókna poddawano wstępnej obróbce przy użyciu 6% roztworu wodorotlenku sodu, suszono w temp. 100 °C przez 24 h, mieszano na gorąco z komponentami polimerowymi, pulweryzowano i prasowano. Zbadano właściwości mechaniczne przy ściskaniu i rozciąganiu oraz odporność na uderzenie kompozytów zawierających modyfikowane lub niemodyfikowane włókna kenafu, a także wpływ alkalicznej obróbki włókien na właściwości kompozytu. Obserwacje mikrostruktury kompozytów prowadzono metodą skaningowej mikroskopii elektronowej. Stwierdzono, że obróbka włókien KF roztworem NaOH wpłynęła na zwiększenie chropowatości ich powierzchni i zdolności wiązania z osnową polimerową, a także na poprawę odporności na uderzenie i zwiększenie wydłużenia przy zerwaniu kompozytów zawierających modyfikowane włókna.

Słowa kluczowe

EN

kenaf fibre treatment; NaOH; tensile; flexural; impact; morphology; fiber surface; matrices surface

PL

kompozyty stomatologiczne; poliedryczne oligomeryczne silseskwioksany; modyfikacja

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 63, nr 7-8
• Strony: 524--530
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., rys.

Twórcy

autor

Noor Azammi A. M.

• Universiti Putra Malaysia, Department of Mechanical and Manufacturing Engineering, 43400 Serdang, Selangor, Malaysia

autor

Sapuan S. M.

• Universiti Putra Malaysia, Department of Mechanical and Manufacturing Engineering, 43400 Serdang, Selangor, Malaysia

autor

Ishak M. R.

• Universiti Putra Malaysia, Department of Aerospace Engineering, 43400, UPM Serdang, Selangor, Malaysia

autor

Sultan M. T. H.

• Universiti Putra Malaysia, Department of Aerospace Engineering, 43400, UPM Serdang, Selangor, Malaysia

Bibliografia

• [1] Aji I.S., Sapuan S.M., Zainudin E.S., Abdan K.: International Journal of Mechanical and Materials Engineering 2009, 4, 239.
• [2] Jumaidin R., Sapuan S.M., Jawaid M. et al.: International Journal of Biological Macromolecules 2016, 89, 575. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2016.05.028
• [3] Rashdi A.A.A., Sapuan S.M., Ahmad M.M.H.M., Abdan K.B.: Polimery 2009, 54, 777.
• [4] Boopalan M., Niranjanaa M., Umapathy M.J.: Composites Part B Engineering 2013, 51, 54. http://dx.doi.org/10.1016/j.compositesb.2013.02.033
• [5] Salleh Z., Berhan M.N., Hyei K.M. et al.: World Academy of Science Engineering and Technology 2012, 6, 969.
• [6] Alam M.A., Hassan A., Muda Z.C.: Materials and Structures 2016, 49, 795.
• [7] Alam A., Alriyami K., Muda Z.C., Jumaat M.Z.: Indian Journal of Science and Technology 2016, 9, 1. http://dx.doi.org/10.17485/ijst/2016/v9i6/77483
• [8] Jeyanthi S., Janci Rani J.: Journal of Applied Science and Engineering 2012, 15, 275.
• [9] El-Shekeil Y.A., Salit M.S., Abdan K., Zainudin E.S.: BioResources 2011, 6, 4662.
• [10] Meon M.S., Othman M.F., Husain H. et al.: Procedia Engineering 2012, 41, 1587. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.07.354
• [11] El-Shekeil Y.A., Sapuan S.M., Khalina A. et al.: Express Polymer Letters 2012, 6, 1032. http://dx.doi.org/10.3144/expresspolymlett.2012.108
• [12] El-Shekeil Y.A., Sapuan S.M., Khalina A. et al.: Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 2012, 109, 1435. http://dx.doi.org/10.1007/s10973-012-2258-x
• [13] Yousif B.F., Orupabo C., Azwa Z.N.: Journal of Natural Fibers 2012, 9, 207.
• [14] Nam G., Wu N., Okubo K., Fujii T.: Agricultural Sciences 2014, 5, 1338. http://dx.doi.org/10.4236/as.2014.513143
• [15] Abu Bakar M.A., Ahmad S., Kasolang S. et al.: Jurnal Teknologi 2015, 76, 81. http://dx.doi.org/10.11113/jt.v76.5518
• [16] Sommer J.G.: “Troubleshooting Rubber Problems”, Carl Hanser Verlag, Cincinnati, Ohio 2014, pp. 162–245.
• [17] Eldo S.: The International Journal of Engineering and Science 2014, 3, 17. https://pdfs.semanticscholar.org/74ec/e0b1e80b8bee55cf3d8d3186a280e596d30b.pdf
• [18] Sommer J.G.: “Engineered Rubber Products: Introduction to Design, Manufacturing and Testing” Chapter 2, Hanser, Cincinnati, Ohio 2009, pp. 14–24.
• [19] Mohanty S., Verma S.K., Nayak S.K.: Composites Science and Technology 2006, 66, 538. http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2005.06.014
• [20] Zainudin E.S., Sapuan S.M.: Multidiscipline Modeling in Materials and Structures 2009, 5, 277. http://dx.doi.org/10.1163/157361109789017078
• [21] El-Shekeil Y.A., Sapuan S.M., Azaman M.D., Jawaid M.: Advances in Materials Science and Engineering 2013, ID: 686452. http://dx.doi.org/10.1155/2013/686452
• [22] Anuar H., Surip S.N., Adilah A.: 14th European Conference on Composite Materials, 7–10 June 2010, Budapest, Hungary, ID: 494-ECCM14.
• [23] Ahad N.A., Ahmad S.H., Zain N.M.: Advanced Materials Research 2014, 879, 107.
• [24] Drobny J.G.: “Handbook of Thermoplastic Elastomers”, vol. 53, No. 9., William Andrew Publishing, New York 2007, pp. 376–425.
• [25] El-Shekeil Y.A., Sapuan S.M., Abdan K., Zainudin E.S.: Materials and Design 2012, 40, 299. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2012.04.003
• [26] Ismail A., Hassan A., Bakar A.A., Jawaid M.: Sains Malaysiana 2013, 42, 429.
• [27] Ismail H., Norjulia A.M., Ahmad Z.: Polymer-Plastics Technology and Engineering 2010, 49, 519. http://dx.doi.org/10.1080/03602550903283117
• [28] Gowtham N., Azad A.: IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering 2013, 32. http://www.iosrjournals.org/iosr-jmce/papers/ICRTEM/ME/Volume-2/IOSRME101.pdf
• [29] Naveenkumar R., Sharun V., Dhanasakkaravarthi B., Rajakumar I.P.T.: International Journal of Applied Science and Engineering Research 2015, 4, 250. http://dx.doi.org/10.6088/ijaser.04025
• [30] Clemons C., Sanadi A.R.: Journal of Reinforced Plastics and Composites 2007, 26, 1587. http://dx.doi.org/10.1177/0731684407079663
• [31] Abd Manaf M.E., Md Akil H., Abu Bakar A., Zainal Ariffin M.I.: Materials Letters 2007, 61, 2023. http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2006.08.006
• [32] John M.J., Thomas S., Varughese K.T.: Composites Science and Technology 2004, 64, 955. http://dx.doi.org/10.1016/S0266-3538(03)00261-6
• [33] Herrera-Franco P., Valadez A.: Composites Part B Engineering 2005, 36, 597. http://dx.doi.org/10.1016/j.compositesb.2005.04.001

Uwagi

PL

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