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Jul 09, 2023

Analisi della caratterizzazione di NaOH

Scientific Reports volume 13, numero articolo: 12579 (2023) Cita questo articolo Dettagli metrici La fibra naturale è rinnovabile e ampiamente utilizzata per applicazioni strutturali e medicinali. Il corrente

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 12579 (2023) Citare questo articolo

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La fibra naturale è rinnovabile e ampiamente utilizzata per applicazioni strutturali e medicinali. La ricerca attuale si concentra sulla modificazione della superficie per il miglioramento della fibra utilizzando una tecnica di trattamento alcalino per estrarre la fibra grezza dalla corteccia della radice aerea del banyan (Ficus benghalensis). Utilizzando una soluzione di NaOH al 10%, sono stati fatti tentativi per migliorare le proprietà cristalline, superficiali, termiche, fisiche e chimiche della fibra di radice aerea di banyan (BAF). Cinque campioni di BAF sono stati prodotti immergendo la fibra non lavorata in una soluzione alcalina per periodi di tempo variabili. Sulla superficie del BAF trattato si poteva osservare una maggiore concentrazione di cellulosa. Il test di diffrazione dei raggi X ha rivelato che l'indice di cristallinità è migliorato del 52%, con una dimensione cristallina di 51,2 nm. È stato osservato che il contenuto cristallino aumenta nella fibra di radice aerea di Banyan trattata a causa di questo trattamento alcalino. Viene inoltre brevemente discusso il significato della caratterizzazione delle fibre naturali e questo riassunto servirà come risorsa per studi futuri sui compositi di fibre naturali da parte di altri ricercatori.

Il rinforzo dei polimeri termoplastici e termoindurenti costituisce la maggior parte dei trattamenti chimici per le fibre naturali. Un aumento della ruvidità superficiale e della resistenza delle fibre deriva dalla rottura dei legami idrogeno nella struttura a rete delle fibre1. Le fibre vengono rinforzate durante questo processo. L'aggiunta di NaOH alle fibre naturali converte il gruppo ossidrile in uno ione alcossido. Sempre più persone si rivolgono al composito polimerico rinforzato con fibre naturali per la sua vasta gamma di caratteristiche2. Le fibre naturali stanno guadagnando popolarità grazie alle loro numerose caratteristiche desiderabili, tra cui il basso costo, la biodegradabilità, la riciclabilità, la non abrasività, la combustibilità, la leggerezza e la mancanza di tossicità. La lavorazione delle materie prime e la costruzione di strutture composite, pur essendo ancora complesse, richiedono un'ulteriore comprensione fondamentale3.

Ci sono molti posti nel mondo dove raccogliere fibre naturali da vari animali, piante e persino minerali. Le procedure di estrazione e le varie tecniche di lavorazione influiscono sulla qualità delle fibre naturali4. I compositi rinforzati con fibre naturali, intesi come sostituti rapidi dei compositi in fibra di vetro, sono stati oggetto di sviluppo sperimentale. FTIR, XPS ed ESEM sono stati utilizzati per caratterizzare le superfici non trattate e trattate delle fibre naturali5. La rimozione dell'emicellulosa e della lignina dalle superfici delle fibre naturali è stata evidenziata dagli spostamenti dei picchi a 1730, 1625 e 1239 cm−1 nello spettro FTIR dopo il trattamento con alcali. L'analisi ESEM della canapa e del kenaf trattati ha rivelato la presenza di silano. Le qualità superficiali di queste fibre naturali potrebbero essere migliorate applicando un trattamento superficiale e un trattamento chimico adeguati6. Le fibre trattate in questo modo assorbono meno acqua, diventano più appiccicose e migliorano le prestazioni complessive dei compositi polimerici7. La terapia alcalina (NaOH) è il trattamento chimico più utilizzato perché pratico ed economico. Classificazione, composizione, struttura, caratteristiche, tecniche di estrazione, trattamenti chimici e superficiali e altro ancora sono tutti proposti per le fibre naturali in questo documento di revisione. Riassumiamo inoltre i risultati di studi precedenti sul trattamento delle fibre, sulle caratteristiche e sulle applicazioni dei compositi polimerici ibridi naturali/naturali e dei compositi polimerici ibridi naturali/sintetici8. Questa ricerca mirava a valutare la fattibilità dell'utilizzo degli steli di Etlingera elatior come fonte di fibre naturali. Il gambo veniva immerso in acqua per 32 giorni per ottenere le fibre, operazione nota come "macerazione in acqua". Con i risultati dei test alla mano è stato valutato il potenziale della fibra per la filatura9. Gli spettri FT-IR della fibra Etlingera elatior mostrano cellulosa, emicellulosa e lignina. È stato calcolato che l'indice di cristallinità era del 43,93%.