Investigation of Static and Dynamic Mechanical Properties of Short Palmyra Palm Leaf Stalk Fiber (PPLSF) Reinforced Polymer Composites

ABSTRACT

The research work is focused toward determining the static and dynamic mechanical properties of the composites made by reinforcing untreated and alkali-treated short palmyra palm leaf stalk fibers (PPLSF) of length 3 mm, , and 10 mm in the polymer matrix. The short palmyra palm leaf stalk fiber reinforced polymer matrix composites are prepared by a compression molding method. The result illustrates that the 7 mm alkali-treated short PPLSF composite exhibited the maximum tensile strength of 45.13 ± 1.57 MPa, the flexural strength of 71.35 ± 2.57 MPa and impact strength 10.21 ± 2.13 kJ/m². The dynamic mechanical analysis shows that the 7 mm alkali-treated short PPLSF composite has improved the storage and loss modulus compared to 3 mm and 10 mm short untreated and alkali-treated fiber composites. Further thermo-gravimetric analysis carried out for 3 mm, 7 mm, and 10 mm untreated and alkali-treated fiber-reinforced composites showed that the thermal characteristics of the composites have improved due to treatments as well due to increase in fiber length. The tensile-fractured surface of the composites is also examined with SEM to identify the mechanism of failure.

Les travaux de recherche sont axés sur la détermination des propriétésmécaniques statiques et dynamiques des composites réalisés en renforçant des fibres de tiges de palmier courtes (PPLSF) non traitées et traitées aux alcalis de longueur 3mm, 7mm et 10mm dans la matrice polymère. Les composites à matrice polymère renforcés de fibres de tige de feuille de palmier court sont préparés par un procédé de moulage par compression. Le résultat montre que le composite PPLSF court traité alcalin de 7mm présentait la résistance à la traction maximale de 45,13 ± 1,57 MPa, la résistance à la flexion de 71,35 ± 2,57 MPa et la résistance aux chocs 10,21 ± 2,13 kJ/m². L’analysemécanique dynamique montre que le composite PPLSF court traité aux alcalis de 7mm aamélioré le module de stockage et de perte par rapport aux composites à fibres courtes non traitées et traitées aux alcalis de 3mm et 10mm. Une analyse thermogravimétrique supplémentaire réalisée pour des composites renforcés de fibres non traités et traités alcali de 3mm, 7mm et 10mm amontré que les caractéristiques thermiques des composites se sont améliorées en raison des traitements également en raison de l’augmentation de la longueur des fibres. La surface fracturée par traction des composites est également examinée avec SEM pour identifier lemécanisme de rupture.

摘要

研究了以未经处理和碱处理的长度为3mm、7mm和10mm的棕榈叶茎短纤维（PPLSF）在聚合物基体中增强而成的复合材料的静态和动态力学性能. 采用模压法制备了短棕榈叶柄纤维增强聚合物基复合材料. 结果表明，7mm碱处理短PPLSF复合材料的最大拉伸强度为45.13±1.57mpa，弯曲强度为71.35±2.57mpa，冲击强度为10.21±2.13kj/m2. 动态力学分析表明，7mm碱处理短PPLSF复合材料比3mm和10mm短纤维未处理和碱处理纤维复合材料的储能模量和损耗模量有所提高. 对3mm、7mm和10mm未经处理和碱处理的纤维增强复合材料进行了进一步的热重分析，结果表明，由于纤维长度的增加，复合材料的热性能得到了改善. 用扫描电镜观察了复合材料的拉伸断口，以确定其破坏机理.

KEYWORDS:

• Palmyra palm leaf stalk
• Tensile strength
• Dynamic mechanical analysis
• scanning electron microscope

关键词:

• 棕榈叶柄
• 抗拉强度
• 动态力学分析
• 扫描电子显微镜