Produktion af robuste Natural fiberpreforms Bruger Bakteriel Cellulose som Binder

Bioengineering
 

Summary

Vi præsenterer en ny fremgangsmåde til fremstilling af stive og robuste korte naturfibre præforme under anvendelse af en papirfremstillingsproces. Bakteriel cellulose fungerer samtidigt som bindemiddel for de løse fibre og giver stivhed til fiber præforme. Disse præforme kan infunderes med en harpiks til at producere ægte grøn hierarkiske kompositter.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Lee, K. Y., Shamsuddin, S. R., Fortea-Verdejo, M., Bismarck, A. Manufacturing Of Robust Natural Fiber Preforms Utilizing Bacterial Cellulose as Binder. J. Vis. Exp. (87), e51432, doi:10.3791/51432 (2014).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

En hidtil ukendt fremgangsmåde til fremstilling af stive og robuste naturlige fibre præforme præsenteret her. Denne metode er baseret på en fremgangsmåde til papirfremstilling, hvorved løse og korte sisalfibre dispergeres i en vandig suspension indeholdende bakteriel cellulose. Fiberen og nanocellulose suspension filtreres derefter (ved hjælp af vakuum eller grovhed), og den våde filterkage presses til at presse overskydende vand, efterfulgt af et tørringstrin. Dette vil resultere i hornification af den bakterielle cellulose netværk, holder de løse naturlige fibre sammen.

Vores metode er specielt velegnet til fremstilling af stive og robuste preforms af hydrofile fibre. Den porøse og hydrofile natur af sådanne fibre resulterer i væsentlig vandoptagelse, tegning i bakteriel cellulose dispergeret i suspension. Den bakterielle cellulose bliver derefter filtreret mod overfladen af ​​disse fibre, der danner en bakteriel cellulose belægning. Når løse fibre-bakteriecelleulose suspension filtreres og tørres, den tilstødende bakteriel cellulose danner et netværk og hornified at holde ellers løse fibre sammen.

Indførelsen af ​​bakteriel cellulose til præformen resulteret i en betydelig forøgelse af de mekaniske egenskaber af fiber præforme. Dette kan tilskrives den høje stivhed og styrke af den bakterielle cellulose netværk. Med denne præform kan vedvarende højtydende hierarkiske kompositter også fremstilles under anvendelse af konventionelle sammensatte fremstillingsmetoder, såsom harpiksfilminfusion (RFI) eller harpiks (RTM). Her beskriver vi også fremstilling af vedvarende hierarkiske kompositter ved hjælp af dobbelt pose vakuum assisteret harpiks infusion.

Introduction

Støt stigende oliepriser og offentlighedens stigende efterspørgsel efter en bæredygtig fremtid har udløst og genoplivet forskning og udvikling af grønne materialer, især polymerer og kompositter. Desværre termo-mekaniske ydeevne grøn eller vedvarende polymerer ofte er ringere i forhold til traditionelle oliebaserede polymerer 1. For eksempel, kommercielt tilgængelig polylactid (PLA) og polyhydroxybutyrat (PHB) er skøre og har lave varmeformforandringstemperaturer. En løsning for at skabe vedvarende materialer, der matcher eller endda overstige udførelsen af ​​almindeligt anvendte oliebaserede konstruktionsmaterialer er at lære af fortiden; Henry Ford brugte en sammensat strategi, dvs kombinerer bio-based/renewable polymerer med en forstærkning 2, at forbedre egenskaberne af vedvarende polymerer. Det hævdes ofte, at naturlige fibre tjene som ideelle kandidat som forstærkning på grund af deres lave omkostninger, lav befolkningstæthed, renewability og bionedbrydelighed 3. Naturlige fiberkompositter har set en renæssance i 1990'erne, som det kan ses af den eksponentielle stigning i antallet af peer-reviewed videnskabelige publikationer (figur 1) 4. Dog er den hydrofile karakter af naturlige fibre og hydrofobe egenskaber ved de fleste termoplast ofte skylden for at resultere i dårlig fiber-matrix adhæsion 5, hvilket ofte resulterer i dårlig mekanisk ydeevne af de resulterende fiber-forstærket polymer kompositter. For at løse denne udfordring, mange forskere forsøgt at kemisk modificere overflader naturfibre 6,7. Disse kemiske modifikationer indbefatter acetylering 8 silylering 9, polymer podning 10, isocyanat behandlinger 11,12, brug af maleaterede koblingsmidler 13-17, og benzoylering 18. Selvom disse kemiske behandlinger har gjort naturlige fibre mere hydrofobe, det resulterende naturfiber-styrked polymerer stadig undladt at levere i form af mekaniske ydeevne 19. Thomason 20 hypotese, at denne fiasko kan være et resultat af anisotropicity og den høje lineær termisk udvidelseskoefficient af naturfibre. Ud over dette, naturfibre lider også ulemper såsom begrænset forarbejdning temperatur 21, batch-til-batch variation 3, lav trækstyrke sammenlignet med syntetiske fibre, såsom glas, aramid eller kulfibre og manglen på egnede fremstillingsprocesser til producere naturlige fibre forstærket polymer kompositter. Således ved hjælp af naturlige fibre som forstærkning vil ikke være tilstrækkelig til at lukke den førnævnte ejendom-performance kløften mellem grønne materialer og oliebaserede polymerer.

Nanocellulose er en spirende grøn forstærkende middel. Navnlig nanocellulose produceret af bakterier, såsom fra Acetobacter arter 22, også kendt som bakterielle cellulose tjener som et interessant alternativ til konstruktion af grønne materialer 23 på grund af muligheden for at udnytte den høje stivhed og styrke af cellulose-krystaller 24. Stivheden af et enkelt cellulose krystal blev anslået til ca 100-160 GPa ved hjælp af X-ray diffraktion, Raman spektroskopi og numeriske simuleringer 25-27. Dette er højere end glasfibre ~ 70 GPa, som dog er meget tættere. Bakteriel cellulose (BC) er også i sagens natur nanostørrelse med en diameter på ca 50 nm og flere mikrometer i længde 28. Vi rapporteret en metode til at belægge naturlige (sisal og hamp) fibre med lag af BC ved dyrkning Acetobacter xylinius i tilstedeværelsen af naturlige fibre 5,29,30. Dette førte til en forbedret grænsefladeteknik vedhæftning mellem PLLA og BC-belagte naturfibre 29,31. For at forenkle processen med overtrækning af disse fibre, Lee et al. 31. udviklet en metode til overtrækning af naturlige (sisal) fibers uden brug af bioreaktorer. Denne metode er baseret opslæmning dyppeproces, hvorved tør sisalfibre neddyppes i et BC-suspension. En udvidelse af denne metode 32 er at filtrere vandet suspension indeholdende løse sisalfibre og BC at producere sisal fiberpreforms egnet til typiske kompositkonstruktioner produktion.

Protocol

1.. Udarbejdelse af Bakteriel Cellulose-sisalfibre Suspension

  1. Bestem våd-til-tørvægt BC ved måling af den våde masse BC, efterfulgt af vakuumtørring af våd BC ved 80 ° C natten over (O / N). Når tørret, måle tørvægt BC.
  2. Måle mængden af ​​våd BC pellikkel svarende til 18 g tør BC fra det forudbestemte våd-til-tørre masse af BC.
  3. Skær de våde BC pellikeler i små stykker ~ 1-2 cm ved hjælp af en skarp saks. Efter skæring, sættetid BC pellikeler i 1 L vand for at tillade hydratation af afskårne pellikeler.
  4. Feed cut BC hinde i en blender og tilsætte en passende mængde vand i blanderen, således at blandingsprocessen vil gå glat.
  5. Blend disse BC pellikeler i 2 min.
  6. Hæld den blendede BC i en 15 liters beholder og tilsæt vand, indtil den samlede vandmængde er 14 L, hvilket gør en koncentration BC op i vand på 0,1 (g / ml)% (procent masse af bakteriel cellulose per undet volumen vand). BC pellikeler måske brug for at blive fodret i blenderen i partier til blanding.
  7. Skær 72 g af løse sisalfibre (eller enhver kilde af korte naturlige fibre) i 1-2 cm lange fibre og tilføje dem i BC suspension. Forsigtigt røre suspensionen for at sikre en homogen fordeling af sisalfibre i BC suspension.
  8. Soak sisalfibre i denne suspension O / N.

2.. Fremstilling af Sisal fiberpræform

  1. Åbent ark skimmel og luk dræning ventil.
  2. Fyld systemet med DI-vand, indtil vandstanden når opbakning ledning.
  3. Placer en 100 mesh metalforarbejdende ledning på den opbakning wire, centreret i arket skimmel base.
  4. Luk og lås formen ark. Tilføj yderligere frisk vand, indtil formningstråden er nedsænket i vand.
  5. Hæld fremstillet sisalfibre-BC suspension i formen ark. Forsigtigt omrøring af suspensionen for at sikre, sisal fibre er homogent fordeltuted hele formen.
  6. Åbn aftapningsventilen at dræne vandet, hvilket vil resultere i dannelsen af ​​en våd filterkage af sisalfibre og BC den formeviren. Umiddelbart efter vandet løber åbne formen plader og fjerne formningstråden.
  7. Placer formningstråden på et stykke trækpapir. Yderligere blotting papirer er placeret på toppen af ​​filterkagen, efterfulgt af en metalplade.
  8. Flip filterkagen rundt. Med formningstråden nu over toppen, afmontere formningstråden og lægge yderligere trækpapir direkte oven på filterkagen, efterfulgt af en metalplade.
  9. Placer en 10 kg vægt på toppen af ​​metalplade at presse vandet ud. Når trækpapir er fuldt gennemblødt, erstatte blotting papirer med friske blotting papirer og tryk filterkagen igen ved hjælp af en vægt på 10 kg.
  10. Udskift blotting papers 1 endelig tid og udføre en afsluttende presning af 1 ton i en varm presse at konsolidere fiberpræform.
  11. Varm varmpresse op til 120 ° C for at hjælpe fordampningen af ​​resterende vand. Dette bør tage omkring 4 timer. Reducere temperaturen i den varme presse til stuetemperatur (RT) og tillade præformen at afkøle før fjernelse fra den varme presse.

3.. Scanning Electron Microscopy (SEM) i BC-sisal fiberpræform

  1. Skær en 2 × 2 cm2 BC-sisal fiberpræform.
  2. Stick denne nedskæring præforme på SEM stub ved hjælp af kulstof faner.
  3. Coat prøven i et Cr pådampningsbelægningsmaskine opererer ved 75 mA i 1 min.
  4. Billede BC-sisal fiberpræformen med felt emission pistol SEM i i-linse tilstand ved hjælp af en stråle energi på 5 kV.
    Bemærk: Du må ikke forsøge at billedet sisal-fiberpræformen uden at lime råemnet på SEM stub med ledende lime. De løse fibre vil blive suget væk under evakueringen af ​​SEM kammeret og beskadige elektronkanonen.

4.. Composite Manufacturing ved hjælp af Vhedsstøvsugere Assisted Resin Infusion (VARI)

  1. Placer præformen oven på værktøj side, som består af en ikke-porøs PTFE belagt glas afrivningsvæv.
  2. Dæk præformen med et porøst PTFE-belagt glas afrivningsvæv, også kendt som et aftrækningslag, efterfulgt af et porøst strømningsmedium. Både aftrækningslaget og strømningsmediet bør være større, at præformen (se figur 2 for en proces skematisk).
  3. Placer omega rør til den påtænkte harpiks indløb og udløb af VARI oprettet. Sikre, at omega rør er placeret på toppen af ​​den porøse strømningsmedium at tillade harpiksen at distribuere i VARI oprettet under infusion. Længden af ​​omega rør skal være så bred som strømningsmedium.
  4. Place trykfølsomme bånd rundt i periferien af ​​sættet op.
    1. Kontroller, at papiret opbakning af trykfølsomme bånd stadig er tilbage på båndene på dette punkt.
    2. Indsæt harpiks foder og udløbsrørene ind i åbningeromega rør og dækker sat op med en fluorethylenpolymer baseret sække film og forsegle det med trykfølsom bånd.
    3. Seal harpiksen føderøret. Anbring den anden ende af harpiksen udløbsrøret på toppen af ​​udluftningsrøret klud.
  5. Placer en metalplade på toppen af ​​den indre pose, hvor fibrene præform efterfulgt af et stykke af udluftnings klud. Pladen skal være størrelsen af ​​præformen.
  6. Identificer den position, hvor det gennem taske vakuum ventil skal være, og placer det nederste stykke af ventilen på toppen af ​​pusterum klud.
  7. Placer vakuum tætningsbånd omkring den interne posen og placere et vacuum film på toppen af ​​det og forsegle den. Den overskydende vacuum film vil danne læg.
  8. Anbring tætningsbånd inde folden for at fuldføre forseglingen.
  9. Skær et lille 'x' på vacuum film, hvor det nederste stykke af ventilen er, og skru den øverste brik for at fuldføre gennem posen vakuum ventil. Det er indførselnt for at undgå rynker i vacuum film under det øverste stykke som dette kan forårsage en lækage sti.
  10. Slut lynkobling montering og trække et vakuum. Under denne proces kan vacuum film flyttes rundt og placere hvor der er behov overskud. Check for vakuum lækager.
  11. Forbered harpiksen ved at blande epoxy og hærder i et vægtforhold på 100 til 19 år. Afgasses harpiksen ved et reduceret tryk for at fjerne alle luftbobler, der er fanget under blanding af epoxyharpiks og hærder.
  12. Når VARI nedsat er bestemt til at være lækagefri, foder harpiksen via slangen forbundet til omega røret.
  13. Sikre, at harpiksen fremføres langsomt sådan, at det har tid til at imprægnere ind i fiberen præformen. Lad harpiksen til at flyde ud fra harpiksen udløbsrør og suge ind i udluftningen klud indtil luftbobler kan observeres kommer ud fra udløbsrøret.
  14. Seal udløbsrøret og tillade harpiksen at hærde i 24 timer ved stuetemperatur, efterfulgt af en post-nysgerrighedng trin ved 50 ° C i 16 timer.
    Note: (1) hærdning cyklus harpiks afhængige. (2) Det er meget vigtigt, at den maksimale vakuum er opnået inden for VARI sat op og der er ingen vakuum lækage indenfor oprettet. En dårlig VARI oprettet (ikke opnå maksimal vakuum eller en lækage) vil resultere i porer i de fremstillede kompositter og betydeligt reduceret fiber volumenfraktion inden for kompositter. (3) epoxy-til-hærder-forholdet harpiks afhængige. Tjek venligst produkt datablad af harpiks til epoxy-til-hærder-forholdet før blanding.

Representative Results

Uden en BC bindemiddel, er de korte, løse sisalfibre holdes sammen alene ved friktion og sammenfiltringer mellem fibrene. Som et resultat heraf er præformen er løs og ikke var i stand til at understøtte meget vægt. Figur 3 viser sisal fiberpræformen uden BC som bindemiddel med en belastning i 3-punkts bøjning tilstand. Præformen kan ses at være temmelig løs og når en belastning påføres ved tilsætning af vand i koppen polypropylen præformen begynder at aflede alvorligt. Belastningen er svarende til 40 g vand. Men når 20 vægtprocent.% BC blev brugt som bindemiddel til disse korte og løse sisalfibre er en stiv fiberpræform fremstillet. Denne præform kan modstå belastningen fra en kop fuld polypropylen (~ 170 g) uden nogen signifikant deformation (figur 3).

Skanningselektronmikrografer for en typisk BC-sisalfibre præform er vist i fig. 4. BC kan ses at være der dækker overfladen afsisal fibre. Denne virkning skyldes den hydrofile karakter af sisalfibre (eller andre naturlige fibre). Den hydrofile karakter af sisalfibre absorberer vand, tegning i BC, der er dispergeret i mediet. Da BC er større end porerne i naturlige fibre, ikke var de i stand til at trænge ind i fibrene. I stedet blev de filtreret mod overfladen af ​​sisalfibre og danner et lag af BC belægning når fibrene blev tørret.

Den mekaniske ydeevne disse fiberpræforme under spænding er tabuleret i tabel 1. På grund af den porøse natur af fiber præforme med en porøsitet på ~ 70%, er trækstyrken (belastning per arealenhed) af præformen ikke veldefineret. Derfor tabulate vi trækkraften (belastning kræves for at svigte prøven pr bredde, som er 15 mm i vores eksperiment, af materialet) og trækstyrke indeks (trækkraft pr gramvægt) af vores eksemplar. En trækkraft og trækstyrke indeks på 12,1 kN · m -1 og 15 N · m · g -1 blev målt, når det blev 20 vægt.% BC blev anvendt som bindemiddel. Men trækegenskaber pæne sisal fiberpræforme var ikke målbare som fiber præform er løs.

Figur Legends:

Figur 1
Figur 1.. Antallet af publikationer inden for naturlige fibre og kompositter. Dataene blev indsamlet fra Web of Knowledge ved hjælp af en søgning på nøgleord af 'naturlig fib *' og 'komposit *', hhv. Fås fra Bismarck et al. 4 med venlig tilladelse fra amerikanske Scientific Publishing Ltd

files/ftp_upload/51432/51432fig2.jpg "/>
Figur 2.. Skematisk af dobbelt pose vakuum assisteret harpiks infusion.

Figur 3
Figur 3.. Fotografier, der illustrerer forskellen i stivhed af sisal fiberpreforms uden (to øverste billeder) og med (to billeder) BC som bindemiddel.

Figur 4
.. Figur 4 skanningselektronmikrografer i en typisk naturlig fiberpræform hjælp f.Kr. som bindemiddel ved forskellige forstørrelser Top: 100X, midten: 1.000 X og bund: 25.000 X hhv. (A) og (b) betegne sisal fiber og BC nanofibrils, hhv.

Materialer Trækstyrke (kN · m -1) Trækstyrke indeks (N · m · g-1)
Neat sisal præforme Ikke målbar Ikke målbar
BC-sisal præform 12,1 ± 2,4 15 ± 3

Tabel 1. Strækegenskaber sisal fiberforforme, med og uden f.Kr. som bindemidlet.

Discussion

Vi har vist i dette forsøg at løse sisalfibre kan bindes med BC. Imidlertid er valget af fibre ikke begrænset til blot sisalfibre. Andre typer af fibre, såsom hør og hamp, kan også anvendes. Ud over dette har vi også vist, at træmel, genbrugspapir, opløse pulpen kan også være bundet i stive og robuste præforme under anvendelse af en BC bindemiddel (resultater endnu ikke offentliggjort). Kriteriet er, at fibre, der anvendes, bør være hydrofilt og absorbere vand. Som nævnt ovenfor vil den hydrofile karakter af fibrene absorberer vand, tegning i BC, der er dispergeret i mediet. BC filtreres mod overfladen af ​​disse hydrofile fibre og danner et lag af BC belægning når fibrene blev tørret. Mens bakteriel cellulose kan aflejres omkring naturlige fibre ved dyrkning af Acetobacter xylinus i nærværelse af naturlige fibre 5, 29, 30, er denne proces er arbejdskrævende og rebestår bl.a. dyre bioreaktorer med en stram styring af pH og opløst ilt. Vores forbedret fremgangsmåde, på den anden side, er baseret på en papirfremstillingsmaskine metode (dvs. dispergering naturlige fibre i en BC suspension), og der er ikke behov for bioreaktorer 31.

Med hensyn til anvendelse af naturlige fibre i kompositter, tilfældigt orienterede ikke-vævede (kort og tilfældigt orienterede) naturlig fiberpreforms er produceret af nålestikning (hovedsagelig syning) polymer fibre (typisk en polyester) gennem løse komprimerede fibre 33. For at gøre en sammensat, er fiberpræforme derefter anbragt i en form og infunderes med en harpiks. Polymerer fibre kan også være blandet med naturlige fibre 34 (typisk hør, hamp eller jute), eller dispergeret i en naturlig fiber suspension og vakuumfiltreres 35 ved højpolymer volumenfraktion (50 vol.%). Denne polymer fiber naturlige fibermåtte (præform) derefter opvarmes efterfølgende for at smelte polymeren produce en kompositstruktur. De sidstnævnte fremgangsmåder til fremstilling af kompositter er uløseligt skalerbar, men er begrænset af valget af polymerfibre (polymeren skal smelte ved temperaturer lavere end nedbrydningstemperaturen af ​​fibrene), der kan anvendes til at fremstille præforme, og derfor den type matricer tilgængelig at gøre kompositter. Ved hjælp af vores metode, er BC ikke kun fungere som et bindemiddel, det fungerer også som en nano-forstærkning 32. Som nævnt ovenfor blev Youngs modul af en individuel BC nanofiber skønnes at være 114 GPa. Mens den enkelte fiber trækstyrke på BC ikke er kendt, er brudstyrken af enkelt TEMPO-oxiderede træ og tunicate fibre nylig blevet målt ved hjælp af ultralyd induceret kavitation 36.. En trækstyrke på mellem 0,8-1,5 GPa blev målt for disse enlige nanofibre. Disse mekaniske egenskaber, sammen med den bindende potentiale BC, lavet BC en glimrende kandidat til at fremstille ægte grøn og tilfældigt orienterede korte natural fiberforstærket, bakterielle cellulose-forstærket vedvarende kompositter med mekanisk ydeevne, der overstiger de traditionelle fiberforstærkede polymerer.

På sigt af komposit fremstilling, vores foretrukne fremstillingsproces er omtalt dobbelt pose vakuumassisteret harpiks infusion (DBVI) udviklet af Waldrop et al. 37. I modsætning til den mere konventionelle enkelt pose vakuumassisteret harpiks infusion (også kendt som Seemann processen 38) DBVI anvender to uafhængige vakuumposer under infusionen (se figur 2). Mens Seemann proces vil arbejde for fremstilling af kompositmaterialer, kan denne proces lider vakuum pose afslapning bag flydefronten af ​​harpiksen. Når dette sker, vil det område, hvor afslapning sker føles blød og svampet. Vakuumposen afslapning vil resultere i vakuum pose bevæger sig væk fra strømningsmediet på grund af præferentiel strømning af flydende harpiks i vejen med mindst modstand. Thans vil få fremstillede kompositter at have ikke-ensartede fibre volumenfraktioner (dvs. afslappet område vil have en lavere fiber volumenfraktion end den ikke-afslappet område af vakuum pose). DBVI ikke lider af denne ulempe, som den indre vakuumpose aldrig slapper bag flydefront flydende harpiks. Som følge heraf vil de resulterende kompositpanelerne højere end gennemsnittet fiber volumenfraktion og mere ensartet tykkelse. Endvidere er anvendelsen af ​​den ydre vakuumpose tilvejebringer en redundans til systemet og forbedrer vakuum integritet infusionsproces.

Disclosures

Forfatterne har ikke noget at afsløre.

Acknowledgements

Forfatterne vil gerne takke universitetet i Wien for at støtte KYL og Storbritannien Engineering and Physical Science Research Council (EPSRC) for en opfølgende fond til finansiering SRS og arbejdet (EP/J013390/1).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Bacterial cellulose fzmb 9004-34-6 The CAS number is based on the CAS number for cellulose
Sisal fibers Wigglesworth Co. Ltd, UK The type of fibers can be substituted with any type of natural fibers
Prime 20 ULV SP Gurit The type of resin can be substituted with any type of liquid resin designed for vacuum assisted resin infusion
Formax standard sheet mould Adirondack Machine Corporation This piece of equipment could be replaced with a Büchner funnel.
Vacuum pump Edwards, UK XDS 5
Hot plate Wenesco Inc, USA HP 1836-AH
Porous PTFE coated glass release fabric Tygavac Advaced Materials Ltd, UK TFG075P
Omega tubes Tygavac Advaced Materials Ltd, UK Omegaflow 313
Breather cloth EasyComposites Ltd, UK
Pressure sensitive tapes Aerovac, UK SM5127
Vacuum bagging film (FEP) Tygavac Advaced Materials Ltd, UK RF260
Vacuum bagging film (Nylon) Aerovac, UK Capran 519

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Blaker, J. J., Lee, K. Y., Bismarck, A. Hierarchical composites made entirely from renewable resources. J. Biobased Mater. Bioenergy. 5, 1-16 (2011).
  2. Shurteff, W., Aoyagi, A. Henry Ford and his researchers - History of their work with soybeans, soyfoods and chemurgy (1928-2011): Extensively annotated bibliography and sourcebook. Soyinfo. (1928-2011), Soyinfo Center. (2011).
  3. Bismarck, A., Mishra, S., Lampke, T. Ch. 2, Plant Fibers as Reinforcement for Green Composites. Natural Fibers, Biopolymers and Biocomposites. Mohanty, A. K., Misra, M., Drzal, L. T. CRC Press. 37-108 (2005).
  4. Bismarck, A., et al. Recent Progress in Natural Fibre Composites: Selected Papers from the 3rd International Conference on Innovative Natural Fibre Composites for Industrial Applications, Ecocomp 2011 and BEPS 2011. J. Biobased Mater. Bioenergy. 6, 343-345 (2012).
  5. Pommet, M., et al. Surface modification of natural fibers using bacteria: Depositing bacterial cellulose onto natural fibers to create hierarchical fiber reinforced nanocomposites. Biomacromolecules. 9, 1643-1651 (2008).
  6. Lee, K. -Y., Delille, A., Bismarck, A. Ch. 6, Greener Surface Treatments of Natural Fibres for the Production of Renewable Composite Materials. Cellulose Fibers: Bio- and Nano-Polymer Composites. Kalia, S., Kaith, B. S., Kaur, I. Springer-Verlag. 155-178 (2011).
  7. Kalia, S., Kaith, B. S., Kaur, I. Pretreatments of Natural Fibers and their Application as Reinforcing Material in Polymer Composites-A Review. Polym. Eng. Sci. 49, 1253-1272 (2009).
  8. Bledzki, A. K., Gassan, J. Composites reinforced with cellulose based fibres. Prog. Polym. Sci. 24, 221-274 (1999).
  9. Gousse, C., Chanzy, H., Cerrada, M. L., Fleury, E. Surface silylation of cellulose microfibrils: preparation and rheological properties. Polymer. 45, 1569-1575 (2004).
  10. Siro, I., Plackett, D. Microfibrillated cellulose and new nanocomposite materials: a review. Cellulose. 17, 459-494 (2010).
  11. Joseph, K., Thomas, S., Pavithran, C. Effect of chemical treatment on the tensile properties of short sisal fibre-reinforced polyethylene composites. Polymer. 37, 5139-5149 (1996).
  12. Siqueira, G., Bras, J., Dufresne, A. New Process of Chemical Grafting of Cellulose Nanoparticles with a Long Chain Isocyanate. Langmuir. 26, 402-411 (2010).
  13. Arbelaiz, A., et al. Mechanical properties of short flax fibre bundle/polypropylene composites: Influence of matrix/fibre modification, fibre content, water uptake and recycling. Composites Science and Technology. 65, 1582-1592 (2005).
  14. Gassan, J., Bledzki, A. K. The influence of fiber-surface treatment on the mechanical properties of jute-polypropylene composites. Compos. Pt. A-Appl. Sci. Manuf. 28, 1001-1005 (1997).
  15. Gauthier, R., Joly, C., Coupas, A. C., Gauthier, H., Escoubes, M. Interfaces in polyolefin/cellulosic fiber composites: Chemical coupling, morphology, correlation with adhesion and aging in moisture. Polym. Compos. 19, 287-300 (1998).
  16. George, J., Sreekala, M. S., Thomas, S. A review on interface modification and characterization of natural fiber reinforced plastic composites. Polym. Eng. Sci. 41, 1471-1485 (2001).
  17. Hornsby, P. R., Hinrichsen, E., Tarverdi, K. Preparation and properties of polypropylene composites reinforced with wheat and flax straw fibres. 2. Analysis of composite microstructure and mechanical properties. Journal of Materials Science. 32, 1009-1015 (1997).
  18. Joseph, P. V., Joseph, K., Thomas, S. Short sisal fiber reinforced polypropylene composites: the role of interface modification on ultimate properties. Compos. Interfaces. 9, 171-205 (2002).
  19. Thomason, J. L. Why are natural fibres failing to deliver on composite performance. Conference Proceedings of the 17th International Conference of Composite Materials. Edinburgh, United Kingdom. (2009).
  20. Thomason, J. L. Dependence of Interfacial Strength on the Anisotropic Fiber Properties of Jute Reinforced Composites. Polym. Compos. 31, 1525-1534 (2010).
  21. Wielage, B., Lampke, T., Marx, G., Nestler, K., Starke, D. Thermogravimetric and differential scanning calorimetric analysis of natural fibres and polypropylene. Thermochim. Acta. 337, 169-177 (1999).
  22. Brown, A. J. The chemical action of pure cultivations of bacterium aceti. Journal of the Chemical Society, Transations. 49, 172-187 (1886).
  23. Lee, K. -Y., Buldum, G., Mantalaris, A., Bismarck, A. More Than Meets the Eye in Bacterial Cellulose Biosynthesis, Bioprocessing, and Applications in Advanced Fiber Composites. Macromol. Biosci. 14, 10-32 (2014).
  24. Eichhorn, S. J., et al. Review: current international research into cellulose nanofibres and nanocomposites. Journal of Materials Science. 45, 1-33 (2010).
  25. Eichhorn, S. J., Davies, G. R. Modelling the crystalline deformation of native and regenerated cellulose. Cellulose. 13, 291-307 (2006).
  26. Matsuo, M., Sawatari, C., Iwai, Y., Ozaki, F. Effect of Orientation Distribution and Crystallinity on the Measurement by X-Ray-Diffraction of the Crystal-Lattice Moduli of Cellulose-I and Cellulose-II. Macromolecules. 23, 3266-3275 (1990).
  27. Hsieh, Y. C., Yano, H., Nogi, M., Eichhorn, S. J. An estimation of the Young's modulus of bacterial cellulose filaments. Cellulose. 15, 507-513 (2008).
  28. Lee, K. -Y., et al. Surface only modification of bacterial cellulose nanofibres with organic acids. Cellulose. 18, 595-605 (2011).
  29. Juntaro, J., et al. Creating hierarchical structures in renewable composites by attaching bacterial cellulose onto sisal fibers. Adv. Mater. 20, 3122-3126 (2008).
  30. Juntaro, J., Pommet, M., Mantalaris, A., Shaffer, M., Bismarck, A. Nanocellulose enhanced interfaces in truly green unidirectional fibre reinforced composites. Compos. Interfaces. 14, 753-762 (2007).
  31. Lee, K. -Y., Bharadia, P., Blaker, J. J., Bismarck, A. Short sisal fibre reinforced bacterial cellulose polylactide nanocomposites using hairy sisal fibres as reinforcement. Composites Part A-Applied Sciencce and Manufacturing. 43, 2065-2074 (2012).
  32. Lee, K. -Y., Ho, K. K. C., Schlufter, K., Bismarck, A. Hierarchical composites reinforced with robust short sisal fibre preforms utilising bacterial cellulose as binder. Composites Science and Technology. 72, 1479-1486 (2012).
  33. Cincik, E., Koc, E. An analysis on air permeability of polyester/viscose blended needle-punched nonwovens. Textile Research Journal. 82, 430-442 (2012).
  34. Zhang, L., Miao, M. Commingled natural fibre/polypropylene wrap spun yarns for structured thermoplastic composites. Composites Science and Technology. 70, 130-135 (2010).
  35. Garkhail, S. K., Heijenrath, R. W. H., Peijs, T. Mechanical properties of natural-fibre-mat-reinforced thermoplastics based on flax fibres and polypropylene. Applied Composite Materials. 7, 351-372 (2000).
  36. Saito, T., Kuramae, R., Wohlert, J., Berglund, L. A., Isogai, A. An Ultrastrong Nanofibrillar Biomaterial: The Strength of Single Cellulose Nanofibrils Revealed via Sonication-Induced Fragmentation. Biomacromolecules. 14, 248-253 (2013).
  37. Impregnating a fibrous reinforcing substrate with a resin, by using a vacuum and differential pressure in a dual chambered system. US patent. Waldrop, J. C., et al. US7413694-B2; US2012231107-A1; US2008220112-A1; US8356989-B2 (2001).
  38. Vacuum assisted moulding of fibre reinforced plastic structures|in which even distribution of resin is ensured by removable medium having upwardly facing openings and connecting lateral passages. US patent. Seemann, W. H. US4902215-A (1989).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics