[article]
| Titre : |
Advancements in chemical modifications using NaOH to explore the chemical, mechanical and thermal properties of natural fiber polymer composites (NFPC) |
| Type de document : |
texte imprimé |
| Auteurs : |
Mani Sasi Kumar, Auteur ; Selvaraj Sathish, Auteur ; Sivanantham Gokulkumar, Auteur ; Felix Sahayaraj Arockiasamy, Auteur ; Jenish Iyyadurai, Auteur ; Mani Makeshkumar, Auteur |
| Année de publication : |
2024 |
| Article en page(s) : |
p. 406-432 |
| Note générale : |
Bibliogr. |
| Langues : |
Anglais (eng) |
| Catégories : |
Bases (chimie)
Composites à fibres végétales -- Propriétés chimiques
Composites à fibres végétales -- Propriétés mécaniques
Composites à fibres végétales -- Propriétés physiques
Composites à fibres végétales -- Propriétés thermiques
Hydroxyde de sodiumL'hydroxyde de sodium, appelé également soude caustique7, est un corps chimique composé minéral de formule chimique NaOH, qui est à température ambiante un solide ionique. Fusible vers 318 °C, il se présente généralement sous forme de pastilles, de paillettes ou de billes blanches ou d'aspect translucide, corrosives et très hygroscopiques. Il est très soluble dans l'eau et légèrement soluble dans l'éthanol.
La solution d'hydroxyde de sodium, souvent appelée soude, est une solution aqueuse transparente. Concentrée, elle est corrosive et souvent appelée lessive de soude.
Les propriétés chimiques de l'hydroxyde de sodium sont surtout liées à l'ion hydroxyde HO- qui est une base forte. En outre, l'hydroxyde de sodium réagit avec le dioxyde de carbone (CO2) de l'air et se carbonate.
La solubilité de la soude caustique dans l'eau augmente avec la température, à pression constante ou ambiante.
MercerisationLa mercerisation ou mercerisage est un procédé chimique inventé par John Mercer en 1844 et qui consiste à traiter une étoffe de coton (cellulose) afin d'améliorer les caractéristiques physico-chimiques des fibres, comme de leur donner un aspect lustré.
- HISTOIRE : Le procédé a été conçu en 1844 par John Mercer qui eut l'idée de traiter des fibres de coton avec de la soude caustique. La technique de Mercer rendait le tissu plus solide et plus réceptif aux teintures. Cependant, elle occasionnait un rétrécissement important de l'étoffe.
C'est sûrement pour cette raison que le procédé ne rencontra guère de succès avant que Horace A. Lowe l'améliore en 1890 jusqu'à sa forme actuelle. L'amélioration principale consistait à maintenir le textile étiré pendant l'opération afin de prévenir son rétrécissement. Cette phase d'étirement pouvait s'effectuer également pendant que les rubans étaient encore humides. Il a de plus ajouté une étape de rinçage à l'eau.
- PROCEDE : La méthode de production moderne du coton mercerisé, également connu sous le nom de coton perlé, est obtenue par l'application de soude caustique concentrée à raison de 300 g/l, à température ambiante et en maintenant les propriétés dimensionnelles, elle permet de faire gonfler les fibres de coton.
Le maintien des dimensions est essentiel afin d'éviter un retrait de 25 à 30 %. Pour cette raison, le traitement ne peut s'appliquer qu'aux étoffes stables et peu déformables. Il est donc exclu de la pratiquer sur des tricots. Mais il est possible de l'appliquer sur des fils sous forme d'écheveaux. Au cours du traitement, il convient de ne pas exposer le coton à l'air libre pour éviter une hydrolyse, de maîtriser la température et de bien neutraliser le pH en fin de procédé.
Les fibres de section en forme de haricot deviennent, sous l'action du gonflement, de section circulaire. Les fibres qui sont vrillées avant le traitement le sont nettement moins après celui-ci. La cuticule de coton est brisée, la lumière se réfléchit mieux et les fibres deviennent plus brillantes. Le changement de structure cristalline améliore les propriétés physiques avec une augmentation de la ténacité à sec et au mouillé.
D’autres produits alcalins peuvent parfois être utilisés, toutefois, pour des raisons de coûts et d’efficacité, c’est la soude caustique qui est généralement préférée par les industriels. Un procédé voisin consiste à traiter les fibres de coton avec une solution d’ammoniaque.
La mercerisation peut s'effectuer sur les fibres, sur les fils voire sur les étoffes déjà réalisées. On parle de double mercerisation lorsque l'on traite tant à la fois le fil que le produit fini (ex : tricot).
- EFFET : Ce procédé gonfle la fibre de coton, l'affinité tinctoriale en est améliorée car le colorant a plus de facilité à pénétrer dans la cellulose. Ce traitement augmente la brillance, la force, l'affinité à la teinture, la résistance à la moisissure, mais augmente aussi les risques d'abrasion. On réserve ce traitement aux fils et aux étoffes de noble qualité. Le terme de Fil d'écosse est aussi utilisé pour des filés de coton « longues fibres » assemblés par retordage ayant subi une double mercerisation.
- UTILISATIONS : Le fil de coton mercerisé est utilisé tel quel, mais est également utilisé dans les fils à âmes (core yarns) ou fils guippés. C'est-à -dire que le fil est composé d'une âme (souvent de polyester) pour la solidité, autour de laquelle on enroule le fil perlé pour l'esthétique. Il s'agit d'un procédé industriel.
Traitement chimique
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| Index. décimale : |
668.4 Plastiques, vinyles |
| Résumé : |
Increasing environmental awareness and concerns about global warming have resulted in a significant demand for sustainable and eco-friendly resources, such as naturally available fibers, that can be suitable alternatives to petroleum/synthetic materials such as glass, carbon and Kevlar in reinforced composites. The exploration of natural fibers as reinforcements in composites is increasing in popularity, particularly in the development of transport and household components. However, natural fibers also have a few limitations that should be addressed appropriately, including lack of compatibility between fiber-matrix, fiber swelling, excess absorption of moisture, resistance to chemicals and fire. Consequently, various processes have been used to improve the fiber surface, to obtain a better fiber–matrix interface. The primary objective of this work is to review the impact that a 5 % NaOH (sodium hydroxide) treatment has on the chemical, mechanical, and thermal properties of natural fiber-reinforced composites (NFRC). |
| Note de contenu : |
- Structure of natural fibers
- Mercerization (or) alkaline treatment
- Effect of 5 % NaOH reagent on chemical, mechanical and thermal properties of NFRCs
- Table 1 : Effect of alkaline treatment on mechanical strength of NFRCs
- Table 2 : Effect of chemical treatment on mechanical strength of NFRCs
- Table 3 : Application of NFRCs with alkaline treatment |
| DOI : |
https://doi.org/10.1515/ipp-2024-0002 |
| En ligne : |
https://drive.google.com/file/d/1jIeui_QQUf2UBjIPek8-8iIyJPBYfHtT/view?usp=drive [...] |
| Format de la ressource électronique : |
Pdf |
| Permalink : |
https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=41624 |
in INTERNATIONAL POLYMER PROCESSING > Vol. 39, N° 4 (2024) . - p. 406-432
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