AbstractsBiology & Animal Science

Study of agro-composite hemp/polypropylene : treatment of fibers, morphological and mechanical characterization

by Hongchang Han




Institution: Troyes
Department:
Year: 2015
Keywords: Fibres végétales; Matières plastiques renforcées avec des fibres; Traitement de surface; Matériaux  – Détérioration; Matériaux  – Propriétés mécaniques; Plant fibers; Fiber reinforced plastics; Surface preparation; Materials  – Deterioration; Materials - Mechanical properties; 620.118
Record ID: 1152636
Full text PDF: http://www.theses.fr/2015TROY0002/document


Abstract

L’utilisation des fibres végétales dans les polymères composites suscite de nombreuses investigations. Avant de mélanger les fibres végétales dans le polymère, un traitement chimique peut être effectué permettant de réduire l’hydrophilicité des fibres et d’améliorer l'adhérence à l’interface fibre/matrice. Dans cette thèse, l'eau et l'alcali sont utilisés d'abord pour traiter les fibres de chanvre, puis trois agents silane : 3-(triméthoxysilyl)propyl méthacrylate (MPS), N-[3- (triméthoxysilyl)propyl] aniline (PAPS) et (3-Aminopropyl)-triéthoxysilane (APS), sont utilisés pour modifier plus ou moins la surface des fibres de chanvre. Ces fibres traitées ou modifiées sont ensuite mélangées avec le polypropylène (PP) pour la fabrication des composites. Les effets de ces différents traitements sur la structure, les composants et l’hydrophilicité des fibres, et les propriétés mécaniques de ces composites sont mis en évidence. Nous avons étudié ensuite l’effet de vieillissement sur leurs comportements mécaniques, notamment l'humidité, la température et le rayonnement ultraviolet. Les résultats ont montré que le traitement de fibres par l'eau et l’alcali a des effets considérables sur la structure de fibres, les propriétés mécaniques et la durabilité des composites renforcés. La modification par l'agent de silane a une influence moins importante sur la structure des fibres, pourtant son groupe fonctionnel a une influence significative sur les propriétés mécaniques et la résistance au vieillissement des composites renforcés Using agro fiber as reinforcement of polymer composites attracts numerous investigations due to the good mechanical properties and environmental benefits. Prior to blend agro fiber with polymer, chemical treatment can be employed to treat agro fiber for the purpose of reducing the hydrophilicity of fiber and improving the interfacial adhesion fiber/polymer matrix. In this thesis, water and alkali are utilized to treat hemp fiber firstly and then three silane agent as 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate (MPS), N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]aniline (PAPS) and (3-Aminopropyl)-triethoxysilane (APS) are employed to modify the hemp fiber surface. These treated or modified fibers are blended respectively with polypropylene (PP) to fabricate the hemp fiber/PP composites. The effects of these different treatments on the structure, components and hydrophilicity of fiber, and the mechanical properties of the reinforced PP composites are studied. Moreover, the accelerated ageing experiments including humidity, temperature and ultraviolet of the reinforced PP composites are conducted. The results showed that the fiber treatment by water and alkali has a considerable effect on fiber structure, mechanical properties and durability of the reinforced composites. The silane agent modification of fiber has less influence on the fiber structure but its functional group has great influence on the mechanical properties and ageing resistance of the reinforced composites