Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Investigation of Fibre Orientation and Void Content in Bagasse Fibre Composites Using an Image Analysis Technique

Siddique Sheraz Hussain, Faisal Saira, Mohtashim Qurat-ul-Ain, Ali Muhammad, Gong R. Hugh

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2021

|

Vol. 29, no. 3 (147)

26--32

EN

In this research work, a nondestructive technique of image analysis was explored to determine the fibre orientation and void content in Bagasse fibre reinforced composites. Fibre length, alkali treatment and fibre loading were studied as variables. The fibre orientation was irrespective of the fibre length, fibre loading and alkali treatment variables. The void content and size decreased with increases in fibre length and alkali treatment. The alkali treatment resulted in the removal of lignin, making the surface of the fibres rough. It also led to making the fibre count fine i.e. reducing the diameter of the fibres and thus presenting more fibres for interaction with resin. Both these phenomena resulted in a slower flow of resin. The void content of bagasse fibre composites decreased with higher fibre loading because a higher number of fibres slows the resin flow. However, the size i.e. area of the voids increased with the fibre loading from 20 to 30%, probably due to increased wetting difficulty.

PL

W pracy badawczej zbadano nieniszczącą technikę analizy obrazu w celu określenia orientacji włókien i zawartości pustych przestrzeni w kompozytach wzmocnionych włóknem bagasse. Jako zmienne zbadano długość włókien, obróbkę alkaliami i obciążenie włókien. Orientacja włókien była niezależna od długości włókna, obciążenia włókna i parametrów obróbki alkalicznej. Ilość i rozmiar pustych przestrzeni zmniejszały się wraz ze wzrostem długości włókna i obróbką alkaliczną. Obróbka alkaliczna spowodowała usunięcie ligniny, powodując szorstkość powierzchni włókien. Doprowadziło to również do dokładnego zliczenia włókien, tj. zmniejszenia średnicy włókien, a co za tym idzie większej liczby włókien w interakcji z żywicą. Oba te zjawiska spowodowały wolniejszy przepływ żywicy. Ilość pustych przestrzeni w kompozytach włókien bagasse zmniejszyła się wraz ze wzrostem obciążenia włókien, ponieważ większa liczba włókien spowalnia przepływ żywicy. Jednak rozmiar, tj. obszar pustych przestrzeni, wzrastał wraz z obciążeniem włókien od 20% do 30%, prawdopodobnie z powodu zwiększonej trudności zwilżania.

2

Tensile, Flexual, Impact and Water Absorption Properties of Natural Fibre Reinforced Polyester Hybrid Composites

Prasanna Venkatesh R., Ramanathan K., Srinivasa Raman V.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 3 (117)

90--94

EN

In this paper, tensile, flexural, impact properties and water absorption tests were carried out using sisal/unsaturated polyester composite material. Initially the optimum fibre length and weight percentage are estimated. To improve the tensile, flexural and impact properties, sisal fibre was hybridised with bamboo fibre. This work shows that the addition of bamboo fibre in sisal/ unsaturated polyester composites of up to 50% by weight results in increasing the mechanical properties and decreasing the moisture absorption property. In this research work, the effects of fibre treatment and concentration on the mechanical properties of a short natural fibre reinforced polyester hybrid composite are investigated. The fibres were subjected to 10% sodium hydroxide solution treatment for 24 h. The mechanical properties of composites with treated fibres are compared with untreated fibre composites. The fractured surface of the treated fibre composite specimen was studied using Scanning Electron Microscopy (SEM).The treated hybrid composite was compared with an untreated hybrid composite, with the former showing a 30% increase in tensile strength, 27.4% - in flexural strength, and 36.9% - in impact strength, along with an extreme decrease in moisture absorption behaviour.

PL

Badania przeprowadzono stosując kompozyty sizal/poliester i sizal/nienasyconą żywicę poliestrową. Początkowo określono optymalną długość włókien oraz udział procentowy masy w materiale kompozytowym. Dla polepszenia właściwości mechanicznych do włókien sizalowych dodawano włókna bambusowe aż do 50% wagowych. Stwierdzono polepszenie właściwości mechanicznych i, co jest bardzo ważne, zmniejszenie absorpcji wilgoci. Włókna poddawano działaniu 10% roztworu wodorotlenku sodu przez 24h. Badano kompozyty niemodyfikowane i modyfikowana zwracając szczególną uwagę na przełomy obserwowane za pomocą SEM. Stwierdzono polepszenie właściwości mechanicznych hybrydowych kompozytów poddanych modyfikacji, przy czym wytrzymałość na rozciąganie zwiększyła się o 30%, na zginanie 27,4% a wytrzymałość na uderzenia o 36,9%, a jednoczenie absorpcja wody zmniejszyła się znacznie

3

Large-Area Sodium Titanate Nanorods Formed On Titanium Surface Via NaOH Alkali Treatment

Lee K., Yoo D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2B

1371--1374

EN

Ti surfaces covered with large sodium titanate nanorods act as efficient electrodes for energy conversion and environmental applications. In this study, sodium titanate nanorod films were prepared on a Ti substrate in a 5M NaOH aqueous solution followed by heat treatment. The morphological characterization and the crystal structures of the sodium titanate nanorods were investigated via scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), and energy dispersive spectroscopy (EDS). Thin amorphous sodium titanate layers formed during the alkali-treatment, and sodium titanate nanorods were obtained after heat treatment at a temperature of 700°C. The sodium titanate nanorods obtained at this temperature had a thickness of about 80 nm and a length of 1 μm. The crystal structure of the sodium titanate was identified with the use of Na2Ti5O11. The nanorods were agglomerated at a temperature above 900°C, and large-scale nanorods formed on the Ti surface, which may be used for electrodes for energy conversion applications.

4

The chemically treated hemp fibres to reinforce polymers

Kaczmar J. W., Pach J., Burgstaller C.

Polimery

|

2011

|

T. 56, nr 11-12

817-822

PL

Włókna konopne modyfikowano metodą alkalizacji, acetylowania lub za pomocą bezwodnika maleinowego. W celu zbadania zmian chemicznych włókien konopnych po zastosowaniu modyfikacji wykonano analizę widm w podczerwieni (FT-IR) (rys. 2). Określono również wpływ przeprowadzonych modyfikacji na stabilność termiczną włókien (rys. 4 i 5). Analiza termograwimetryczna pokazała, że włókna niemodyfikowane wykazują nieco gorszą stabilność termiczną i ich degradacja rozpoczyna się w niższej temperaturze niż w przypadku pozostałych analizowanych włókien. Włókna modyfikowane są stabilne termicznie do ok. 250 °C, co może wynikać z usunięcia podczas modyfikacji mniej stabilnych składników włókien, jak np. hemiceluloza, której rozkład rozpoczyna się w temp. 150 °C. Za pomocą SEM zbadano i porównano topografię powierzchni włókien surowych i modyfikowanych chemicznie (rys. 3). Modyfikacja chemiczna spowodowała usunięcie warstwy wosków, co objawiło się tym, że włókna elementarne w wiązkach zostały bardziej wyodrębnione. Usunięcie substancji woskowych z powierzchni włókien lignocelulozowych spowodowało odsłonięcie powierzchniowych grup hydroksylowych i zmianę topografii powierzchni włókien, czyniąc powierzchnię bardziej szorstką.

EN

The effect of different chemical treatments of hemp fibres, carried out by alkali treatment, acetylation and modification with maleic anhydride, on their physical, thermal and chemical properties as well as their surface characteristic was discussed in this paper. The morphology of the fibres was investigated by SEM. Thermal properties were investigated by TGA and DTA methods and the chemical composition of fibres by FT-IR spectroscopy. Chemical modifications resulted in the lowered content of lignin, pectin and hemicellulose, what is especially observable with mercerised fibres. Another effect of the chemical treatment applied is related to the removal of waxy substances from the surface, which was indirectly ascertained by SEM observation, which revealed a relatively smooth hemp fibres surface. TGA results showed that the applied chemical fibre treatment resulted in the lowered thermal degradation of the treated fibres, after the removal of non-cellulose components, especially lignin.

5

Wpływ obróbki chemicznej włókien juty na ich zwilżalność

Bogdan-Włodek A., Wieczorek J.

Kompozyty

|

2010

|

R. 10, nr 2

115-120

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.

6

Wpływ obróbki chemicznej wodnym roztworem Mg(OH)2 na strukturę oraz właściwości wytrzymałościowe włókien juty przeznaczonych do wytwarzania kompozytów polimerowych

Bogdan A., Myalski J., Wieczorek J., Kozioł M.

Kompozyty

|

2009

|

R. 9, nr 4

358-362

PL

W ostatnich latach zwrócono szczególną uwagę na materiały przyjazne dla środowiska. W przypadku materiałów kompozytowych zbrojonych włóknem szklanym alternatywę mogą stanowić włókna naturalne, które posiadają wiele zalet, takich jak: niska gęstość, niska cena, dostępność, degradowalność oraz w miarę dobre właściwości wytrzymałościowe. Na właściwości włókien, a tym samym na właściwości gotowego kompozytu, ma wpływ ich budowa oraz udział składników strukturalnych. Wzrost właściwości wytrzymałościowych można uzyskać na drodze modyfikacji powierzchni włókien metodami fizycznymi lub chemicznymi. Praca dotyczy analizy zmian zachodzących w włóknie juty pod wpływem obróbki chemicznej. Wpływ modyfikacji został określony na podstawie zmian wytrzymałości pojedynczego włókna oraz zmian kąta skręcenia włókien w przędzy. W badaniach zastosowano obróbkę chemiczną włókien wodnym roztworem wodorotlenku magnezu o stężeniach 5, 15 i 30%. Włókna przetrzymywano w roztworze od 0,5 do 8 h. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że zastosowana obróbka korzystnie wpływa na właściwości wytrzymałościowe włókien oraz powoduje wzrost ich kąta skręcenia w przędzy. Najlepsze rezultaty uzyskano podczas trawienia włókna 15% roztworem Mg(OH)2 przez 1 h.

EN

Nowadays polymer-matrix composites play essential rule as structural materials, what leads to increase in waste products. Exploitet composite materials create serious problem for natural environment. Environment protection against wasted composites contains an improvement of their removal process. In recent years particular attention is paid to materials friendly for natural environment. In composite materials glass fibers can be replaced by natural fibers because of their advantages such as: low density, low price, good mechanical properties, accessibility and degradation. Properties of natural fibers, and properties of their composites, depend on their structure and volume fraction of structural phase. Increase in mechanical properties of the fibers can be achieved as effect of surface modification. This paper apply to analysis of changes proceeded in jute fiber as effect of chemical treatment. In order to enhance mechanical properties physical and chemical treatment were applied. Physical methods, such as stretching, calandering, thermo-treatment, and the production of hybrid yarns do not change the chemical composition of the fibres. Physical treatments change structural and surface properties of the fibre and thereby influence the mechanical bondings to polymers. Chemical modification method are mercerization, graft copolymerization or treatment with isocyanates. Chemical methods lead to occurring of new compounds, which increase an adhesion between fibres and polymer matrix. Influence of chemical treatment was determined on the basis of changes of mechanical properties of single fibers and variation of spiral angle of jute yarn. In this research jute fibers were treated with alkaline solution Mg(OH)2, concentration 5%, 15% and 30%. The fibers were treated with each alkaline solution for 0.5, 1, 2, 3, 4, 6, and 8 hours. The mechanical properties of jute fibers were tested on ZWICK/ Z 2,5 machine. Profilograph MICRO PROF FRT was used to investigate the changes of spiral angle in jute fibers. This study proves that the process of alkalization improves mechanical properties of jute fibers. Chemical treatment have an effect on changes of spiral angle of jute fibers too. During mercerization, swelling of native cellulosic materials in the alkali solution, which is the main polymorphic modification of cellulose, causes a rearrangement of the crystal packing of chains from native cellulose I to cellulose II. The best result has been received for 15% Mg(OH)2 solution for one hour. The investigations are only a part of a research concerning manufacture technology of polymer-matrix composite materials.