مروري بر عمل‌آوري‌هاي شيميايي الياف طبيعي براي استفاده در كامپوزيت‌هاي تقويت ‌شده با الياف طبيعي

Chemical Treatments of Natural Fiber for Use in Natural Fiber-Reinforced Composites: A Review

مطالعه استفاده از الياف طبيعي به‌عنوان جايگزيني براي الياف ساخت بشر در كامپوزيت‌هاي تقويت شده با الياف افزايش يافته و راه را براي امكانات بيشتر صنعتي گشوده است. الياف طبيعي داراي مزاياي چگالي كم، قيمت ارزان و زيست‌تخريب‌پذيري هستند. هرچند، عيب اصلي اين الياف در كامپوزيت‌ها سازگاري ضعيف با ماتريس و جذب رطوبت نسبتا زياد آنهاست. از اين رو، عمل‌آوري‌هاي شيميايي براي اصلاح خواص سطحي الياف مورد توجه قرار گرفته‌اند. در اين مقاله، اصلاح شيميايي مختلف روي الياف طبيعي براي استفاده در كامپوزيت تقويت شده با الياف مرور شده است. عمل‌آوري‌هاي شيميايي شامل قليايي، سيلاني، استيل‌داركردن، بنزوييل‌دار كردن، آكريل‌دار كردن، عوامل جفت‌كننده ماليات‌دارشده، ايزوسيانات‌ها، پرمنگنات و ساير روش‌ها بحث شده است. هدف از عمل‌آوري شيميايي الياف كه بهبود چسبندگي بين سطح الياف و ماتريس پليمر است، نه تنها سطح الياف را اصلاح مي‌كند، بلكه استحكام الياف نيز افزايش مي‌يابد. جذب آب كامپوزيت كاهش يافته و خواص مكانيكي آنها بهبود مي‌يابد.

Studies on the use of natural fibers as replacement to man-made fiber in fiber-reinforced composites have increased and opened up further industrial possibilities. Natural fibers have the advantages of low density, low cost, and biodegradability. However, the main disadvantages of natural fibers in composites are the poor compatibility between fiber and matrix and the relative high moisture sorption. Therefore, chemical treatments are considered in modifying the fiber surface properties. In this paper, the different chemical modifications on natural fibers for use in natural fiber-reinforced composites are reviewed. Chemical treatments including alkali, silane, acetylation, benzoylation, acrylation, maleated coupling agents, isocyanates, permanganate and others are discussed. The chemical treatment of fiber aimed at improving the adhesion between the fiber surface and the polymer matrix may not only modify the fiber surface but also increase fiber strength. Water absorption of composites is reduced and their mechanical properties are improved.