Performance of pineapple leaf fiber–natural rubber composites: The effect of fiber surface treatments

Abstract

ABSTRACT:Composites of natural rubber (NR) and short pineapple leaf fiber (PALF) were prepared on a laboratory two-roll mill. The influences of untreated fiber content and orientation on the processing and mechanical properties of the composites were investigated. The dependence of extent of orientation on fiber concentration was also established. Sodium hydroxide (NaOH) solutions (1, 3, 5, and 7% w/v) and benzoyl peroxide (BPO) (1, 3, and 5 wt % of fiber) were used to treat the surfaces of PALFs. FTIR and scanning electron microscope (SEM) observations were made of the treatments in terms of chemical composition and surface structure. The tensile strength and elongation at break of the composites were later studied. The fiber-matrix adhesion was also investigated using SEM technique. It was found that all surface modifications enhanced adhesion and tensile properties. The treatments with 5% NaOH and 1% BPO provided the best improvement of composite strength (28 and 57% respectively) when compared with that of untreated fiber. The PALF-NR composites also exhibited better resistance to aging than its gum vulcanizate, especially when combined with the treated fibers.

Tarımsal atıklardan elde edilen sürdürülebilir tekstil lifleri: Ananas yaprağı lifleri

“…Silindirik lif hücrelerinin uçları kavisli (yuvarlakça), hücre çeperlerindeki lignin oranı yüksektir [16,26,41]. Dar bir lümene sahip [26,41] ananas yaprağı liflerinin selüloz oranı %70-82 arasındadır [6,8,17,19,20,27,32,41,66,67].…”

“…Beyazımsı renge sahip, yumuşak ve ipek gibi parlak lifler olan PALF lifleri, kopma mukavemeti yüksek liflerdir [12,17,21,41,66,107]. PALF liflerinin yaş ve kuru mukavemetleri karşılaştırıldığında sıra dışı bazı sonuçlar göze çarpmaktadır [27,108].…”

“…Ananas yaprağı liflerinin ayırt edici özellikleri göz önüne alındığında, hem tekstil endüstrisinde hem de kompozit malzemelerin kullanıldığı birçok endüstride kullanılmaya uygun bir hammadde haline gelmektedir [14,17,18,27,32,43,63,66,95]. Ananas yaprağı lifleri tarih boyu farklı coğrafyalarda çok çeşitli amaçlar için kullanılmıştır.…”

“…Ananas yaprağı liflerine en sık uygulanan işlemlerin başında kimyasal işlemler gelmektedir [78,110] ve kimyasal işlem olarak da en yaygın kullanılan yöntem alkali ile muamele işlemidir [9,57,78,110,135]. Genellikle sodyum hidroksit (NaOH) [14,33,57,66,110,128,131,133,[136][137][138], sodyum karbonat (Na2CO3) [52,138] gibi alkaliler kullanılmaktadır. Bunun yanında genellikle kompozit yapılarda kullanılacak ananas yaprağı liflerine, dinitrofenilasyon [110], benzoilasyon [110], benzoilasyon-asetilasyon [110], asetilasyon [105] gibi kimyasal modifikasyon işlemlerinin uygulanabildiği gözlemlenmiştir.…”

“…Bunun yanında genellikle kompozit yapılarda kullanılacak ananas yaprağı liflerine, dinitrofenilasyon [110], benzoilasyon [110], benzoilasyon-asetilasyon [110], asetilasyon [105] gibi kimyasal modifikasyon işlemlerinin uygulanabildiği gözlemlenmiştir. Ayrıca peroksit [131], benzoil peroksit (BPO) [66], silan [70,131,133,136], çitosan [57], asetik asit [97], oksalik asit [97], sukkinik asit [97], tartarik asit [97], sitrik asit [97] gibi maddeler ya da enzimler [96,139,140] de ananas liflerinin kimyasallar ile modifikasyonu sırasında kullanıma sahiptir.…”