Abstrakt

Herstellung und Charakterisierung von Cellulose-Mikrofibrillen aus Pandanus tectorius (Schraubenbaum) für die Anwendung in Polymerverbundwerkstoffen

Afolabi Lukmon Owolabi, Puteri Sri Melor Megat-Yusoff und Muhammad Syahmi Hamizol

Natürliche Zellulosefasern wurden aus den Blättern des Pandanus tectorius (Schraubenbaum) unter Verwendung einer alkalischen und einer kombinierten alkalischen Bleichbehandlung extrahiert. Der Einfluss der Parameter des Extraktionsprozesses auf die Streckgrenze und die mechanischen Eigenschaften wurde ausgewertet. Optimierte Prozessparameter wurden bei der Herstellung eines Zellulosefaserverbundstoffs unter Verwendung von Vakuum-Harzinfusionstechniken (VRI) verwendet. Die chemische Zusammensetzung der Schraubenbaumblätter wurde in verschiedenen Stadien der kombinierten alkalischen Bleichbehandlung bestimmt. Die Strukturanalyse wurde mithilfe der Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FTIR) durchgeführt. Die Analyse der morphologischen Struktur und der Zugfestigkeit des Zellulosefaserverbundstoffs erfolgte mithilfe der Rasterelektronenmikroskopie (SEM) und einer Universalkompressionsmaschine. Die Ergebnisse zeigten, dass eine kombinierte alkalische Bleichbehandlung mit 4 Gew.-% NaClO2 nach 8 Gew.-% NaOH unter alkalischer Behandlung die optimale Behandlungskombination ergab, insbesondere bei einer Einweichzeit von 120 Minuten. Eine längere Einweichzeit führte jedoch zu Schäden an der Faserstruktur. Die Prozessparameter beeinflussten alle die chemischen Eigenschaften, die Streckgrenze und die Zugfestigkeit des Zellulosefaserverbundstoffs. Ein Fasergehalt von 50 Gew.-% erreichte die maximale Zugfestigkeit für den Zellulosefaserverbundstoff mit 28 Gew.-% Verbundverbesserungen für den Zellulosefaserverbundstoff. Die VRI-Techniken verbesserten das Aspektverhältnis des Zellulosefaserverbundstoffs nach der Herstellung. Die SEM-Mikrofotografie zeigte die Fibrillen des Zellulosefaserverbundstoffs und ihre Verformung. Die Analyse wurde durchgeführt, um die Bindungsqualität der Zellulosefaser und der Matrix zu untersuchen. Zum Vergleich wurde eine Kontrollprobe einer ungefüllten Epoxidmatrix hergestellt