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Phenyl silane treatment and carding process to improve the mechanical, thermal, and water-absorption properties of regenerated cellulose lyocell/polylactic acid bio-composites
저자
Park, Ji-Won ; Lee, Tae-Hyung ; Back, Jong-Ho ; Jang, Seong-Wook ; Kim, Hyun-Joong ; Skrifvars, Mikael
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2019
작성언어
-주제어
등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
387-395(9쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>We fabricated a new composite material with increased lyocell (a form of rayon that consists of cellulose fiber made from dissolving wood pulp) content through a surface hydrophobic treatment using phenyl silane and fiber carding/melt pressing. A matrix of polylactic acid (PLA) was used to enhance the environment-friendly properties of the composite and a carding process was used to orient the fibers in the composite. The lyocell content was controlled from 10% to 90%. Cross direction (CD) and machine direction (MD) samples were prepared to confirm the effect of the fiber directionality of the composite on its mechanical properties. The MD samples performed better than the CD samples. The tensile, flexural, and impact strengths of the composite were increased by approximately 85%, 155%, and 55%, respectively, after surface treatment. In the heat-resistance evaluation, confirmed by pyrolysis, surface treatment showed an average improvement of more than 10 °C. The water-absorption characteristics showed dramatic improvement, with enhanced surface-wetting properties and excellent initial moisture-absorption properties in the immersion test. Based on the comprehensive results, we conclude that the performance of the composite was satisfactory even when the content of lyocell was 50% or more.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> This paper deals with the development of environmentally friendly green composite materials using regenerated cellulose Lyocell and PLA fibers. </LI> <LI> By using carding/melt pressing process technology, it was possible to obtain lyocell rich composite material. </LI> <LI> Phenyl silane surface treatment technology is very effective in improving internal bonding strength of composite materials. </LI> <LI> Through directional control, composite with very good strength in mechanical direction were produced. </LI> <LI> Mechanical properties, heat resistance and water resistance tend to increase with surface treatment. </LI> <LI> This technology will be a good example to maximize the content of naturally based fillers. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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