Tillverkning av robusta naturliga fiberförformar Använda Bakteriell cellulosa som bindemedel

Bioengineering
 

Summary

Vi presenterar en ny metod för framställning av styva och robusta korta naturliga fiberförformar med användning av en papperstillverkningsprocess. Bakteriell cellulosa fungerar samtidigt som bindemedlet för de lösa fibrerna och ger styvhet till de fiberförformar. Dessa flaskämnen kan infunderas med en harts för att producera verkligt grön hierarkiska kompositer.

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

Ett nytt förfarande för tillverkning av styva och robusta naturliga fiberförformar presenteras här. Denna metod är baserad på en papperstillverkningsprocess, varvid lös och korta sisalfibrer dispergeras in i en vattensuspension innehållande bakteriecellulosa. Fibern och nanocellulosa suspensionen filtreras därefter (med användning av vakuum eller tyngdkraften) och den våta filterkakan pressas för att klämma ut eventuellt överskott av vatten, följt av ett torkningssteg. Detta kommer att resultera i hornification av bakteriecellulosa nätverk håller de lösa naturfibrer tillsammans.

Vår metod är speciellt lämpad för tillverkning av styva och robusta förformer av hydrofila fibrer. Den porösa och hydrofila naturen hos sådana fibrer resulterar i signifikant vattenupptagning, dra i den bakteriella cellulosan dispergeras i suspensionen. Den bakteriecellulosa kommer därefter att filtreras mot ytan av dessa fibrer, som utgör en bakteriecellulosa beläggning. När den lösa fiberbakteriecellulos suspensionen filtreras och torkas, bildar intilliggande bakteriecellulosa ett nätverk och hornified att hålla de i övrigt lösa fibrer tillsammans.

Införandet av bakteriecellulosa in i förformen resulterade i en betydande ökning av de mekaniska egenskaperna hos de fiberförformar. Detta kan hänföras till den höga styvheten och styrkan hos den bakteriecellulosa nätverk. Med denna förform kan förnybara högpresterande hierarkiska kompositer också framställas genom användning av konventionella kompositproduktionsmetoder, såsom hartsfilm infusion (RFI) eller hartssprutpressning (RTM). Här beskriver vi också tillverkning av förnybara hierarkiska kompositer med användning av dubbelpåsen vakuumassisterad hartsinfusion.

Introduction

Stadigt ökande oljepriser och allmänhetens växande efterfrågan på en hållbar framtid har utlöst och återupplivat den forskning och utveckling av gröna material, speciellt polymerer och kompositer. Tyvärr är ofta sämre än den termomekaniska prestanda gröna eller förnybara polymerer jämfört med traditionella petroleumbaserade polymerer 1. Till exempel, kommersiellt tillgänglig polylaktid (PLA) och polyhydroxibutyrat (PHB) är spröda och har låga värmedistortionstemperaturer. En lösning för att skapa förnyelsebara material som matchar eller till och med överträffar resultatet för vanligen använda petroleumbaserade konstruktionsmaterial är att lära av det förflutna; Henry Ford använde en sammansatt strategi, det vill säga att kombinera bio-based/renewable polymerer med en förstärkning 2, för att förbättra egenskaperna hos förnyelsebara polymerer. Det hävdas ofta att naturliga fibrer fungerar som idealisk kandidat som förstärkning på grund av deras låga kostnader, låg densitet, renewabiliTy och bionedbrytbarhet 3. Naturliga fiberkompositer har sett en renässans på 1990-talet som kan ses av den exponentiella ökningen av antalet fackgranskade vetenskapliga publikationer (figur 1) 4. Emellertid är den hydrofila naturen hos naturliga fibrer och hydrofoba egenskaper hos de flesta termoplaster ofta skulden för att resultera i dålig fibermatrisvidhäftning 5, vilket ofta resulterar i dåliga mekaniska egenskaper hos de resulterande fiberarmerade polymerkompositer. För att lösa denna utmaning, många forskare försökt att kemiskt förändra ytorna av naturliga fibrer 6,7. Dessa kemiska modifieringar innefattar acetylering 8, silylering 9, polymer ympning 10, isocyanat behandlingar 11,12, användning av maleinsyrabehandlade kopplingsmedel 13-17, och bensoylering 18. Även om dessa kemiska behandlingar har gjort naturfibrer mer hydrofoba, det resultenaturfiber-förstärkad polymerer misslyckades ändå att leverera i form av mekanisk prestanda 19. Thomason 20 hypoteser om att detta misslyckande kan vara ett resultat av den anisotropicity och den höga linjära värmeutvidgningskoefficienten hos naturliga fibrer. Utöver detta, naturliga fibrer lider också av nackdelar såsom begränsad bearbetningstemperatur 21, batch-till-batch-variabilitet 3, låg draghållfasthet i jämförelse med syntetiska fibrer, såsom glas-, aramid-eller kolfibrer och avsaknaden av lämpliga tillverkningsprocesser för att producera naturliga fibrer armerade polymerkompositer. Således, med hjälp av naturliga fibrer som förstärkning inte kommer att vara tillräcklig för att stänga den ovannämnda egenskapen-prestanda mellan gröna material och petroleumbaserade polymerer.

Nanocellulosa är ett framväxande grön förstärkningsmedel. I synnerhet nanocellulosa produceras av bakterier, till exempel från Acetobacter art 22, även känd som bakterie cellulose utgör ett intressant alternativ för utformningen av gröna material 23 på grund av möjligheten att utnyttja den höga styvheten och styrkan hos cellulosakristaller 24. Styvheten i en enda cellulosakristall uppskattades till cirka 100-160 GPa använder röntgendiffraktion, Ramanspektroskopi och numeriska simuleringar 25-27. Detta är högre än glasfiber ~ 70 GPa, som är dock mycket tätare. Bakteriell cellulosa (BC) är också i sig nanostorlek med en diameter av ungefär 50 nm och flera mikrometer i längd 28. Vi rapporterade en metod att belägga naturliga (sisal och hampa) fibrer med lager av BC genom odling Acetobacter xylinius i närvaro av naturliga fibrer 5,29,30. Detta ledde till förbättrad gränsyteadhesion mellan PLLA och BC-belagda naturliga fibrer 29,31. För att förenkla processen för att belägga dessa fibrer, al. Lee et 31 utvecklat ett förfarande för beläggning av naturliga (sisal) fibers utan användning av bioreaktorer. Denna metod är baserad uppslamningen doppningsprocess, varigenom torra sisalfibrer är nedsänkta i en BC suspension. En förlängning av denna metod 32 är att välja vattensuspension innehållande lösa sisalfibrer och BC att producera sisal fiberförformar lämpliga för typisk kompositstrukturer tillverkning.

Protocol

1. Beredning av bakteriell cellulosa-sisal Fiber Suspension

  1. Bestäm våt-till-torr massa av BC genom mätning av den våta massan av BC, följt av vakuumtorkning av våt BC vid 80 ° C över natten (O / N). När torkad, mäta torrvikt BC.
  2. Mät mängden våta BC hinna motsvarande 18 g torr BC från den förutbestämda våt-till-torr massa av BC.
  3. Skär de våta BC pellicles i små bitar av ~ 1-2 cm genom att använda ett par vassa saxar. Efter kapning, blöta BC pellicles i 1 liter vatten för att göra det möjligt att hydrering av skurna pellicles.
  4. Feed snittet BC pellikel i en mixer och tillsätt en lämplig mängd vatten i biandaren, så att blandningsprocessen kommer att gå smidigt.
  5. Blanda dessa BC pellicles i 2 min.
  6. Häll den blandade BC in i en 15 L behållare och tillsätt vatten tills den totala vattenvolymen är 14 L, som utgör en BC koncentration i vatten av minst 0,1 (g / ml)% (procent massa av bakteriecellulosa per unden volym vatten). De BC pellicles kan behöva matas in i mixer i omgångar för blandning.
  7. Skär 72 g av lösa sisalfibrer (eller någon källa till korta naturliga fibrer) i 1-2 cm långa fibrer och lägg dem i BC fjädring. Försiktigt rör suspensionen för att säkerställa en homogen blandning av sisalfibrer i BC fjädring.
  8. Blötlägg sisalfibrer i denna suspension O / N.

2. Tillverkning av Sisal fiberförform

  1. Öppna plåt mögel och stäng avtappningskranen.
  2. Fyll systemet med DI vatten tills vattennivån når stödtråd.
  3. Placera en 100 mesh metall formningsviran på stödtråden, centrerad inuti arket formbasen.
  4. Stäng och lås plåt mögel. Tillsätt ytterligare färskt vatten tills formningsviran är nedsänkt i vatten.
  5. Häll beredd sisal fiber-BC suspensionen i plåt mögel. Försiktigt omrörning av suspensionen för att säkerställa att sisalfibrer är homogent fördeladeras i hela formen.
  6. Öppna dräneringsventilen för att tömma ut vattnet, som kommer att resultera i bildning av en våt filterkaka av sisalfibrer och BC på formningsviran. Omedelbart efter det att vattnet rinner genom att öppna arket formen och avlägsna den formande viran.
  7. Placera formningsviran på en bit blottingpapper. Ytterligare blotting-papper placeras på toppen av filterkakan, följt av en metallplatta.
  8. Vänd på filterkakan runt. Med formningsviran nu riktat uppåt, bort formningsviran och placera ytterligare läskpapper direkt på toppen av filterkakan, följt av en metallplatta.
  9. Placera en 10 kg vikt på toppen av metallplattan för att pressa ut vattnet. När läskpapper är helt blöt, ersätta gråpapper med färska gråpapper och tryck filterkakan igen med en vikt på 10 kg.
  10. Byt ut gråpapper 1 sista gång och gör en slutlig pressning av 1 ton i en varmpress för att konsolidera fiberförform.
  11. Värm varmpressen upp till 120 ° C för att underlätta avdunstning av kvarvarande vatten. Detta bör ta ca 4 tim. Reducera temperaturen för varmpress till rumstemperatur (RT) och tillåta förformen att svalna före avlägsnandet från den varma pressen.

3. Svepelektronmikroskopi (SEM) av BC-sisal fiberförform

  1. Skär en 2 × 2 cm 2 BC-sisal fiberförform.
  2. Stick denna nedskärning preform på SEM stöta använder kol flikar.
  3. Coat provet i en Cr spotta bestrykare arbetar vid 75 mA i 1 min.
  4. Bild BC-sisal fiberförform med fältemission pistol SEM i in-lins-läge med en stråle energi av 5 kV.
    Anm: Försök inte att bilden av sisal-fiberförformen utan limning preformen på SEM stubben med hjälp av ledande lim. De lösa fibrerna kommer att sugas bort under evakueringen av SEM kammaren och skada elektronkanonen.

4. Komposittillverkning med hjälp av Vacuum Assisted Resin Infusion (VARI)

  1. Placera förformen på toppen av verktygssidan, som består av en icke porös PTFE-belagd glassläpptyget.
  2. Täck förformen med en porös PTFE-belagt glas frisättning tyg, även känd som ett släppskikt, följt av ett poröst strömningsmedium. Både släppskiktet och strömningsmediet bör vara större att förformen (se figur 2 för en process som schematiskt).
  3. Placera omega rören på den avsedda hartsinloppet och utloppet hos VARI upplägg. Säkerställ att omega Rören placeras på toppen av det porösa flödesmediet för att tillåta hartsen att fördela i VARI inrättat under infusionen. Längden på omega rören bör vara så bred som flödesmedium.
  4. Placera tryckkänsliga band runt periferin av den inställda upp.
    1. Se till att pappers uppbackning av de tryckkänsliga band fortfarande är kvar på banden på denna punkt.
    2. Sätt i harts foder-och utloppsrören i öppningarna iomega rör och täcka in med en fluorpolymer baserad säckfilm och försegla den med tryckkänsliga band.
    3. Täta hartstillförselröret. Placera den andra änden av plastutloppsröret ovanpå andningsfilt.
  5. Placera en metallplatta på toppen av innerpåsen där fiberförform är, följt av en bit av andningsfilt. Metallplattan bör vara storleken på förformen.
  6. Identifiera den position där det genom påse vakuumventilen ska vara och placera underdelen av ventilen ovanpå andningsfilt.
  7. Placera vakuumtätningstejp runt inre påsen och placera en vakuumsäckfilm ovanpå det och försegla den. Överskottet vakuumbakning film kommer att bilda veck.
  8. Placera tätningsband inuti vecket för att fullborda tätningen.
  9. Skär ett litet kryss på vakuumsäckfilmen där underdelen av ventilen är och skruva i överdelen för att fylla i genom påsen vakuumventil. Det är important att undvika skrynkling av vakuumbakning filmen under toppstycket eftersom det kan orsaka ett läckage.
  10. Anslut snabbkopplingen montering och dra ett vakuum. Under denna process, kan vakuumsäckfilmen flyttas runt och placera där överskottet behövs. Kontrollera om vakuumläckor.
  11. Förbered harts genom blandning av epoxi och härdare i ett viktförhållande av 100 till 19. Degas hartset vid ett reducerat tryck för att ta bort alla luftbubblor som fångats under blandningen av epoxiharts och härdare.
  12. När VARI inrättat bestäms vara läckfria, mata hartset via slangen ansluten till omega röret.
  13. Säkerställ att hartset matas långsamt så att det har tid att impregnera in i fibern förformen. Tillåt hartset att strömma ut från plastutloppsröret och tränga in i andningsfilt tills inga luftbubblor kan observeras som kommer ut från utloppsröret.
  14. Täta utloppsrör och tillåta hartset att härda under 24 timmar vid rumstemperatur, följt av en efter Curing steg vid 50 ° C under 16 timmar.
    Anm: (1) Härdningscykeln harts beroende. (2) Det är mycket viktigt att maximalt vakuum uppnås inom VARI ställa in och det finns inget vakuum läcka inom inrättas. En dålig VARI inrättas (inte uppnå maximal vakuum eller en läcka) kommer att resultera i porerna i de tillverkade kompositer och kraftigt minskad fibervolymfraktion inom kompositer. (3) Den epoxi-till-härdare förhållandet harts beroende. Kontrollera produktblad för hartset för epoxi-till-härdare förhållandet före blandning.

Representative Results

Utan en BC bindemedel, är de korta, lösa sisalfibrer hålls samman endast av friktion och förvecklingar mellan fibrerna. Som ett resultat, är denna preform lös och det var inte kunna stödja mycket vikt. Figur 3 visar sisal fiberförformen utan BC som bindemedel, med en belastning i 3-punktsbockläge. Förformen kan ses vara ganska löst och när en belastning appliceras genom tillsats av vatten in i polypropen kopp börjar förformen att avböja strängt. Belastningen som används motsvarar 40 g vatten. Emellertid, när 20 viktprocent.% F.Kr. användes som bindemedel för dessa korta och lösa sisalfibrer, är ett styvt fiberförform tillverkats. Denna förform kan motstå belastningen av en full polypropen kopp (~ 170 g) utan någon signifikant deformation (Figur 3).

Scanning elektronmikrofotografier av en typisk BC-sisal fiberförform visas i Figur 4. BC kan ses för att täcka ytan avde sisalfibrer. Denna effekt beror på den hydrofila naturen hos sisal fibrer (eller andra naturfibrer). Den hydrofila naturen hos sisalfibrer absorberar vatten, dra i BC som är dispergerad i mediet. Eftersom BC är större än porerna i naturfibrer, de inte kan tränga in i fibrerna. Istället var de filtrerades mot ytan av sisalfibrer och bilda ett skikt av BC beläggning när fibrerna torkades.

Den mekaniska prestandan hos dessa fiberförformar under spänning är sammanställda i tabell 1. På grund av den porösa naturen hos fiberförformar med en porositet av ca 70%, är brottgräns (belastning per ytenhet) av förformen inte väldefinierat. Därför tabulera vi den dragkraft (belastning som erfordras för att misslyckas exemplaret per breddenhet, som är 15 mm i vårt experiment, av materialet) och dragindex (dragkraft per enhet ytvikt) av våra prov. En dragkraft och dragindex på 12,1 kN · m -1 och 15 N-m · g -1 mättes respektive vid 20 wt.% f.Kr. användes som bindemedel. Emellertid är dragegenskaperna av fiffiga sisal fiberförformar var inte mätbara eftersom fiberförform är lös.

Figur Legends:

Figur 1
Figur 1. Antal publikationer inom området för naturliga fibrer och kompositer. Data samlades in från Web of Knowledge genom att använda ett sökord i "naturliga fib *" och "komposit *", respektive. Erhållen från Bismarck et al. 4 med tillstånd från American Scientific Publishing Ltd

files/ftp_upload/51432/51432fig2.jpg "/>
Figur 2. Schematisk bild av dubbel påse vakuumassisterad harts infusion.

Figur 3
Figur 3. Fotografier som illustrerar skillnaden i böjstyvhet av sisal fiberförformar utan (de två översta bilderna) och med (nedtill, två bilder) BC som bindemedel.

Figur 4
.. Figur 4 svepelektronmikrofotografier av en typisk naturlig fiberförform hjälp av BC som bindemedel i olika förstorings Top: 100X, mitten: 1.000 X och botten: 25.000 X, respektive. (A) och (b) beteckna sisal fiber och BC nanofibriller, respektive.

Material Dragkraft (kN · m -1) Dragindex (Nm · g -1)
Neat sisal förform Ej mätbart Ej mätbart
BC-sisal förform 12,1 ± 2,4 15 ± 3

Tabell 1. Draghållfasthetsegenskaper hos de sisal fiberförformar, med och utan BC som bindemedel.

Discussion

Vi har visat i detta försök att lösa sisalfibrer kan bindas med BC. Emellertid är valet av fibrer inte begränsat till bara sisalfibrer. Andra typer av fibrer, såsom lin och hampa, kan också användas. Utöver detta har vi också visat att trämjöl, återvunnet papper, och dissolvingmassa kan också bindas till stela och robusta flaskämnen med hjälp av en BC bindemedel (resultat ej publicerat ännu). Kriteriet är att fibrerna som används bör vara hydrofila och absorberar vatten. Såsom nämnts ovan kommer den hydrofila naturen hos fibrerna absorberar vatten, dra i BC som är dispergerad i mediet. BC filtreras mot ytan av dessa hydrofila fibrer och bildar ett skikt av BC beläggning när fibrerna torkades. Även bakteriecellulosa kan avsättas runt naturfibrer genom odling av Acetobacter xylinus i närvaro av naturfibrer 5, 29, 30, är den här processen arbetsam och rekräver dyra bioreaktorer med strikt kontroll av pH-värdet och halten löst syre. Vår förbättrade förfarandet, å andra sidan, bygger på en papperstillverkningsmetod (dvs: dispergering av naturliga fibrer i en BC-suspension) och det finns inget behov av bioreaktorer 31.

När det gäller tillämpningen av naturliga fibrer i kompositer, slumpmässigt orienterade non-woven (kort och slumpvis orienterade) är naturligt fiberförformar producerad av nålfiltning (huvudsakligen sy) polymerfibrer (oftast en polyester) genom lösa kompakterade fibrer 33. För att göra en komposit, är fiberförformar placeras sedan i en form och den sista med ett harts. Polymerer fibrer kan också blandas med naturliga fibrer 34 (typiskt lin, hampa eller jute) eller dispergeras i en naturlig fibersuspension och vakuumfiltreras 35 vid hög polymervolymfraktion (50 vol.%). Denna polymerfibernaturfibermatta (förform) bringas sedan därefter upphettas för att smälta polymeren till produce en kompositstruktur. De senare processerna för framställning av kompositer är inneboende skalbar men begränsas av valet av polymerfibrer (polymeren skulle smälta vid temperaturer lägre än nedbrytningstemperaturen för fibrerna) som kan användas för framställning av förformar och således vilken typ av matriser tillgängliga att göra kompositer. Med vår metod, ger BC inte bara fungera som ett bindemedel, fungerar den också som en nano-förstärkning 32. Som tidigare nämnts var Youngs modul för en enskild BC nanofiber beräknas till 114 GPa. Medan den enda vars draghållfasthet BC inte är känd, draghållfasthet av enstaka TEMPO-oxiderad trä-och manteldjurs fibrer har nyligen mätt med ultraljud inducerad kavitation 36. En draghållfasthet på mellan 0,8 till 1,5 GPa mättes för dessa enstaka nanofibrer. Dessa mekaniska egenskaper, tillsammans med den bindande potential BC, gjorde BC en utmärkt kandidat för att framställa verkligt grön och slumpvis orienterade korta natural fiberarmerade, bakteriella cellulosaförstärkta förnybara kompositer med mekanisk prestanda som överträffar konventionella fiberförstärkta polymerer.

På sikt av komposittillverkning, är vår föredragna tillverkningsprocessen det diskuterade dubbel påse vakuumassisterad hartsinfusion (DBVI) som utvecklats av Waldrop et al. 37 Till skillnad från den mer konventionella enda påse vakuumassisterad hartsinfusion (även känd som den Seemann process 38), DBVI utnyttjar två oberoende vakuumpåsar under infusionsprocessen (se Figur 2). Medan Seemann processen kommer att fungera för tillverknings kompositer kan denna process lider av vakuumpåsen avkoppling bakom flödesfront av hartset. När detta sker, kommer det område där avslappning sker kännas mjuk och svampig. Den vakuumpåse avkoppling resulterar i vakuumpåsen rör sig bort från flödesmediet på grund av den företrädesvätskeflödet harts i minsta motståndets väg. Thans kommer att orsaka de tillverkade kompositer att ha olikformiga fibervolymfraktioner (dvs. avslappnad område kommer att ha en lägre fibervolymfraktion än den icke-avslappnad område av vakuumpåsen). DBVI lider inte av denna nackdel, eftersom det inre vakuumpåsen slappnar aldrig bakom flödesfronten av det flytande hartset. Som ett resultat kommer de resulterande kompositpaneler har högre än genomsnittlig fibervolymfraktion och mer enhetlig tjocklek. Dessutom är användningen av den yttre vakuumpåsen åstadkommer en redundans i systemet och förbättrar vakuum integriteten hos vätskeinfusionsprocessen.

Disclosures

Författarna har ingenting att lämna ut.

Acknowledgements

Författarna vill tacka universitetet i Wien för att stödja KYL och Storbritannien Engineering and Physical Science Research Council (EPSRC) för en uppföljning fond för finansiering SRS och arbetet (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