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Performance improvement of natural rubber composites reinforced with pineapple leaf fiber
Surajarusarn, Budsaraporn (1989-....)
Résumé
La Thaïlande est connue pour être un des plus grands producteurs d’ananas. Dans ces vastes zones de culture, la feuille d'ananas, qui est un de ces sous-produits, est également exploitée pour extraire la fibre de feuille d'ananas (PALF). Cette fibre a en effet une teneur élevée en cellulose ainsi que de très bonnes propriétés mécaniques.
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Ces dernières années, la fibre naturelle est de plus en plus utilisée en tant que matériau de renforcement dans les composites polymères et représente une alternative à la fibre synthétique. En effet, la fibre d'aramide est l'une des fibres synthétiques les plus largement utilisées et est considérée comme une fibre standard pour l'industrie à l'avenir. Dans cet projet de recherche, trois concepts ont été utilisés pour améliorer l'efficacité de renforcement du PALF dans le caoutchouc naturel. Ceux-ci comprennent 1. un prétraitement pour décomposer le faisceau de fibres en microfibres élémentaires pour augmenter le rapport d'aspect, 2. des traitements pour modifier la surface de la fibre par simple nettoyage, greffage avec du silane et du caoutchouc de faible poids moléculaire pour augmenter l'adhésivité ou l'adhérence du caoutchouc à la fibre et 3. l'incorporation d'un promoteur d'adhérence ayant un faible poids moléculaire et une polarité élevée comme ingrédient pendant le mélange. Des composites unidirectionnels ont ensuite été préparés et l'efficacité de renforcement évaluée à faible déformation à l'aide d'une analyse mécanique dynamique (DMA) et d'un test de traction. Le comportement global de contrainte-déformation a également été étudié. Avec un traitement de surface et un promoteur d'adhérence appropriés, PALF affiche un potentiel clair en tant que fibre de renforcement haute performance..In Thailand, there are large areas of pineapple cultivation and pineapple leaf is a byproduct from which pineapple leaf fiber (PALF) may be extracted. PALF has high cellulose content and also high mechanical properties. In recent years, natural fiber has been received a lot of attention as reinforcing material in polymer composites due to several advantages. It can be used as alternative replacement for synthetic fiber. Aramid fiber is one of important synthetic fiber that is widely used in many applications and it might be a standard fiber for industry in the future. Thus it will be used as a benchmark in the project.In this research, three concepts were used to improve the reinforcing efficiency of PALF. These include 1. pre-treatment to breakdown the fiber bundle to elementary microfiber to increase the aspect ratio, 2. treatments to modify the fiber surface by simple cleaning, grafting with silane and low molecular weight rubber to increase the adhesiveness or tack of the rubber to the fiber and 3. incorporation of adhesion promoter having low molecular weight and high polarity as ingredient during compounding. Unidirectional composites were then prepared and the reinforcing efficiency evaluated at low strain using dynamic mechanical analysis (DMA) and tensile test. Overall stress-strain behavior was also studied. With appropriate surface treatment and adhesion promoter, PALF displays clear potential as high performance reinforcing fiber.
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