Wpływ obróbki chemicznej włókien juty na ich zwilżalność

• Autorzy: Bogdan-Włodek A. , Wieczorek J.

Warianty tytułu

EN

Influence of chemical treatments for wettability of jute fibres

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Obecnie jednym z istotnych zastosowań włókien roślinnych jest wykorzystanie ich jako materiału wzmocnienia w kompozytach polimerowych. Zastąpienie dotychczas stosowanych włókien mineralnych włóknami roślinnymi pozwala obniżyć koszty produkcji oraz masę gotowego wyrobu. Problemem stosowania włókien naturalnych jako wzmocnienia w kompozytach jest przede wszystkim słabe oddziaływanie adhezyjne pomiędzy włóknem a osnową, mała stabilność wymiarowa, słaba odporność termiczna, higroskopijność oraz palność. Poprawę tych własności można uzyskać na drodze obróbki powierzchni włókien metodami fizycznymi bądź chemicznymi. Praca dotyczy analizy zmian zachodzących w tkaninie juty pod wpływem obróbki chemicznej. Wpływ modyfikacji został określony na podstawie zmian wysokości kropli żywicy umieszczonej na tkaninie w czasie trwania procesu rozpływania. Badania zmiany powierzchni kropli żywicy przeprowadzono na profilografometrze optycznym MICRO PROF FRT. W badaniach zastosowano obróbkę chemiczną włókien wodnym i roztworami NaOH i KOH o stężeniach 1, 3, 5 i 15% oraz środkami powierzchniowo czynnymi, tj.: metanolem, octanem winylu, diizocyjanianem toluenu. Włókna przetrzymywano w roztworach NaOH i KOH od 0,5 do 6 h. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że zastosowana obróbka poprawia zwilżalność włókien juty oraz zmienia ich strukturę. Najlepsze rezultaty osiągnięto dla tkanin po obróbce 1, 3, 5% KOH i NaOH przy długich czasach trawienia, 15% KOH i NaOH przy trawieniu 0,5 h oraz dla octanu winylu.

EN

In recent years an essential application of vegetable natural fibers is using them as a reinforcement in polymer composite materials. Replacement of mineral fibers (glass, carbon) by natural fibers in certain uses gives reduction in production cost and in product weight. Natural fibers can replaced glass fibers because of their advantages such as: low density, low price, good mechanical properties, accessibility and degradation. Main problem of natural fibers concerning composite materials technology is low adhesion between fiber and liquid polymer, low dimensional stability, low thermal resistance, high higroscopicity and high flammability. Improvement of these properties may be received by treatment of fiber surface using physical or chemical methods. This paper apply to analysis of changes proceeded in jute fiber as effect of chemical treatment. Influence of chemical treatment was determined on the basis of changes of wettability of jute yearn. Profilograph MICRO PROF FRT was used to investigate the changes of jute fibers structure and resin drop surface. In this research jute fibers were treated with alkaline solution NaOH and KOH, concentration 1, 3, 5 and 15% and vinyl acetate, methanol, toluene diizocyanate. Concentration of each alkaline was examined for 0.5, 1, 2, 4, and 6 hours. This study proves that the process of chemical treatment improves wettability of jute fibers. Chemical treatment have an effect on changes of jute fibers structure too. The best results showed in these terms the fabrics treated with 1-5% - long-time, 15% - short-time NaOH and KOH water solutions and for vinyl acetate. Applied measurement methods of the study may be generally useful in evaluation of an effect of chemical treatment of natural fibers on their wettability witch liquid matrix.

Słowa kluczowe

PL

włókno naturalne; obróbka alkaliczna; zwilżalność; struktura; właściwości; kompozyty zbrojone

EN

natural fibres; alkali treatment; wettability; structure; properties; natural fiber composites

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 10, nr 2
• Strony: 115--120
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Bogdan-Włodek A.

autor

Wieczorek J.

• Politechnika Śląska, Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice,

Bibliografia

• [1] Bogdan A., Myalski J., Wieczorek J., Kozioł M., Wpływ obróbki chemicznej wodnym roztworem Mg(OH)2 na strukturę oraz właściwości wytrzymałościowe włókien juty przeznaczonych do wytwarzania kompozytów polimerowych, Kompozyty (Composites) 2009, 9, 4, 358-362.
• [2] Van de Weyenberg I., Chi Truong T., Improving the properties of UD flax fibre reinforced composites by applying an alkaline fibre treatment, Composites: Part A 2006, 37, 1368-1376.
• [3] Qin Ch., Soykeabkaew N., The effect of fibre volume fraction and mercerization on the properties of all-cellulose composites, Carbohydrate Polymers 2008, 71, 458-467.
• [4] Sticchi A., Lauke B., A novel fiber treatment applied to woven jute fabric/ vinylester laminates, Composites: Part A 2007, 38, 1337-1343.
• [5] Gassan J., Bledzki A., Possibilities for improving the mechanical properties of jute/epoxy composites by alkali treatment of fibres, Composites Science and Technology 1999, 59, 1303-1309.
• [6] Bledzki A., Gassan J., Composites reinforced with cellulose fibres, Prog. Polymers. Sci. 1999, 221-274.
• [7] Zhang M., Rong M., Lu X., Fully biodegradable natural fiber composites from renewable resources: All-plant fiber composites, Composites Science and Technology 2005, 65, 2514-2525.
• [8] Khan F., Ahmad S.R., Chemical modification and spectroscopic analysis of jute fibre, Polymer Degradation and Stability 1996, 52, 335-340.
• [9] Gassan J., Natural fiber-reinforced plastics - Correlation between structure and properties of the fibers and the resultat composites, Dissertation at the Institute of Materials Engineering, University of Kassel, Kassel 1997.
• [10] Pietak A., Korte S., Tan E., Downart A., Staiger M., Atomic force microscopy characterization of the surface wettability of natural fibres, Applied Surface Science 2007, 253, 3627-3635.
• [11] Sinha E., Rout S.K., Influence of fibre-surface treatment on structural, thermal and mechanical properties of jute fibre and its composite, Bull. Mater. Sci. 2009, 32, 1, 65-76.