Chemical treatment and modification of jute fiber surface

dc.citation.epage343
dc.citation.issue3
dc.citation.spage333
dc.citation.volume11
dc.contributor.affiliationUniversidade Federal do Rio de Janeiro, Instituto de Macromoléculas Eloisa Mano, IMA-UFRJ, Cidade Universitária. Av. Horácio Macedo, 2.030. Centro de Tecnologia. Bloco J. Rio de Janeiro. RJ. Brasil.
dc.contributor.authorAmantes, Bruno de Paula
dc.contributor.authorMelo, Renato Pereira de
dc.contributor.authorNeto, Roberto Pinto Cucinelli
dc.contributor.authorMaria de Fatima Vieira Marques
dc.coverage.placenameLviv
dc.date.accessioned2018-06-21T09:53:07Z
dc.date.available2018-06-21T09:53:07Z
dc.date.created2017-01-20
dc.date.issued2017-01-20
dc.description.abstractПроведені дослідження з джутовим волокном. Для одержання волокна зі зменшеним діаметром і меншою агломерацією та адгезією до полярних полімерів, таких як поліаміди, проведені хімічні процеси очищення, механічної дисперсії в Ultra Turrax та модифікування ізопропоксидом титану (ІПТ), 3-амінопропілтріметок- сисиланом (АПТМС), а також подвійне модифікування ІПТ і AПТМС. За результатами СЕМ встановлено, що після висушування та подрібнення в порошок волокна мають діаметр близько 10 мкм. Встановлено, що волокна, оброблені лугом, гідролізовані кислотою і двічі модифіковані, добре диспергирують у воді. СEM мікрофотографії свідчать, що волокна, модифіковані ІПТ і АПТМС, мають діаметр близько 1 мкм. Результати ЯМР аналізу доводять зниження індексу амплітуди, що супроводжується збільшенням часу релаксації і товщини кристалічних доменів внаслідок видалення лігніну і геміцелюлози. Протилежний ефект спостерігався у випадку хімічного модифікування. Результати ІЧ-Фур'є спектроскопії та рентгенівської дифракції також доводять видалення лігніну і геміцелюлози. Показано, що індекс кристалічності (IК) в джутовому волокні збільшується при видаленні аморфних компонентів, і зменшується у волокнах, модифікованих ІПТ і AПТМС. Результати ТГА вказують на вищу стійкість до термічного розкладання при подвійному модифікуванні волокна.
dc.description.abstractIn this work, jute fiber was used as a source of cellulose fiber. Chemical processes for the purification, mechanical dispersion in Ultra Turrax and modifications with titanium isopropoxide (TiP), 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS), as well as double modification with both TiP and APTMS, were used to obtain fibers with reduced diameter and less agglomeration and adhesion to polar polymers such as polyamides. Fibers with a diameter close to 10 μm were observed by SEM after drying and pulverization. The fibers subjected to alkaline treatment, acid hydrolysis and doubly modified were well dispersed in water. SEM micrographs revealed the obtainment of fibers with a diameter close to 1 μm for those modified with TiP and APTMS. NMR results exhibited a reduction in the amplitude index accompanied by an increase in the relaxation time and in thickness of the crystalline domains by the removal of lignin and hemicellulose. A contrary effect was observed with the chemical modifications. The results of FTIR and XDR also indicated the removal of lignin and hemicellulose, as did the chemical modifications of cellulose. Increased crystallinity index (CI) was observed with the removal of amorphous components in jute fiber, while CI declined in the fiber modified with both TiP and APTMS. However, TGA results showed higher resistance to thermal degradation for the doubly modified fiber.
dc.format.extent333-343
dc.format.pages11
dc.identifier.citationChemical treatment and modification of jute fiber surface / Bruno de Paula Amantes, Renato Pereira de Melo, Roberto Pinto Cucinelli Neto, Maria de Fatima Vieira Marques // Chemistry & Chemical Technology. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2017. — Vol 11. — No 3. — P. 333–343.
dc.identifier.citationenChemical treatment and modification of jute fiber surface / Bruno de Paula Amantes, Renato Pereira de Melo, Roberto Pinto Cucinelli Neto, Maria de Fatima Vieira Marques // Chemistry & Chemical Technology. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2017. — Vol 11. — No 3. — P. 333–343.
dc.identifier.urihttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/42084
dc.language.isoen
dc.publisherLviv Politechnic Publishing House
dc.relation.ispartofChemistry & Chemical Technology, 3 (11), 2017
dc.relation.references[1] Chen W., Yu H., Liu Y.: Carbohyd. Polym., 2011, 86, 453.https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2011.04.061
dc.relation.references[2] Chen W., Yu H., Liu Y. et al.: Carbohyd. Polym., 2011, 83,1804. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2010.10.040
dc.relation.references[3] Klemm D., Heublein B., Fink H.-P., Bohn A.: Angewandte Chemie Int. Edn., 2005, 44, 3358.https://doi.org/10.1002/anie.200460587
dc.relation.references[4] Hult E., Larsson P., Iversen T.: Cellulose, 2000, 7, 35.https://doi.org/10.1023/A:1009236932134
dc.relation.references[5] Rosa M., Medeiros E., Malmonge J. et al.: Carbohyd. Polym.,2010, 81, 83. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2010.01.059
dc.relation.references[6] Sturcov A., Davies G., Eichhorn S.: Biomacromolecules, 2005,6, 1055. https://doi.org/10.1021/bm049291k
dc.relation.references[7] Lee S., Mohan D., Kang I. et al.: Fibres Polym., 2009, 10, 77.https://doi.org/10.1007/s12221-009-0077-x
dc.relation.references[8] Nishino T., Takano K., Nakamae K.: J. Polym. Sci. B, 1995, 33,1647. https://doi.org/10.1002/polb.1995.090331110
dc.relation.references[9] Satyamurthy P., Jain P., Balasubramanya R., Vigneshwaran N.: Carbohyd. Polym., 2011, 83, 122. https://doi.org/10.1016/j.arbpol.2010.07.029
dc.relation.references[10] Paakko M., Ankerfors M., Kosonen H. et al.: Biomacroolecules,2007, 8, 1934. https://doi.org/10.1021/bm061215p
dc.relation.references[11] Zhang Y., Nypelo T., Salas C. et al.: J. Renew. Mater., 2013, 1,195. https://doi.org/10.7569/JRM.2013.634115
dc.relation.references[12] Chakraborty A., Sain M., Kortschot M.: Holzforschung, 2005,59, 102. https://doi.org/10.1515/hf.2005.016
dc.relation.references[13] Sakurada I., Nukushina Y., Ito T.: J. Polym. Sci., 1962, 57,651. https://doi.org/10.1002/pol.1962.1205716551
dc.relation.references[14] Aulin C., Ahola S., Josefsson P. et al.: Langmuir, 2009, 25,7675. https://doi.org/10.1021/la900323n
dc.relation.references[15] Brinchi L., Cotana F., Fortunati E., Kenny J.: Carbohyd. Polym., 2013, 94, 154. https://doi.org/10.1016/j.carbpol. 013.01.033
dc.relation.references[16] Klemm D., Kramer F., Moritz S. et al.: Angewandte Chemie Int. Edn., 2011, 50, 5438. https://doi.org/10.1002/anie.201001273
dc.relation.references[17] Cherian B., Pothan L., Nguyen-Chung T. et al.: J. Agricult. Food Chem., 2008, 56, 5617. https://doi.org/10.1021/jf8003674
dc.relation.references[18] Cherian B., Leao A., Souza S. et al.: Carbohyd. Polym., 2010,81, 720. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2010.03.046
dc.relation.references[19] Khalil H., Davoudpour Y., Islam M. et al.: Carbohyd. Polym.,2014, 99, 649. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.08.069
dc.relation.references[20] Eyholzer C., Bordeanu N., Lopez-Suevos F. et al.: Cellulose,2010, 17, 19. https://doi.org/10.1007/s10570-009-9372-3
dc.relation.references[21] Heux L., Chauve G., Bonini C.: Langmuir, 2000, 16, 8210.https://doi.org/10.1021/la9913957
dc.relation.references[22] Orts W., Shey J., Imam S. et al.: J. Polym. Environ., 2005, 13,301. https://doi.org/10.1007/s10924-005-5514-3
dc.relation.references[23] O'Regan B., Moser J., Anderson M., Graetzel M.: J. Phys. Chem., 1990, 92, 8720. https://doi.org/10.1021/j100387a017
dc.relation.references[24] Sunada K., Kikuchi Y., Hashimoto K., Fujishima A.: Environ. Sci. Technol., 1998, 32, 726. https://doi.org/10.1021/es970860o
dc.relation.references[25] Christensen P., Curtis T., Egerton T. et al.: Appl. Catal. BEnviron.,2003, 41, 371. https://doi.org/10.1016/S0926-3373(02)00172-8
dc.relation.references[26] Suty S., Petrilakova K., Katuscak S. et al.: Cellulose Chem. Technol., 2012, 46, 631.
dc.relation.references[27] Marques P., Trindade T., Neto C.: Compos. Sci. Technol.,2006, 66, 1030. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2005.07.029
dc.relation.references[28] Kelley S., Filley J., Greenberg A. et al.: Int. J. Polym. Anal. Character., 2012, 7, 162.
dc.relation.references[29] Uddin M., Cesano F., Bonino F. et al.: J. Photochem. Photobiol. A, 2007, 189, 286.https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2007.02.015
dc.relation.references[30] Daoud W., Xin J., Zhang Y.: Surf. Sci., 2005, 599, 69.https://doi.org/10.1016/j.susc.2005.09.038
dc.relation.references[31] Kalia S., Kaith B., Kaur I.: Polym. Eng. Sci., 2009, 49, 1253.https://doi.org/10.1002/pen.21328
dc.relation.references[32]Mahshid S., Askaria M., GhamsaribM. et al.: J. Alloy Compd.,2009, 478, 586. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2008.11.094
dc.relation.references[33] Rong M., Zhang M., Liu Y. et al.: Compos. Sci. Technol.,2004, 61, 1437. https://doi.org/10.1016/S0266-3538(01)00046-X
dc.relation.references[34] Moran J., Alvarez V., Cyras V., Vazquez A.: Cellulose, 2008,15, 149. https://doi.org/10.1007/s10570-007-9145-9
dc.relation.references[35] Rahman M., Afrin S., Haque P.: Progr. Biomater., 2014, 3, 1.https://doi.org/10.1007/s40204-014-0023-x
dc.relation.references[36] Fatah I., Khalil H., Md Hossain S. et al.: Polymers, 2014, 6,2611. https://doi.org/10.3390/polym6102611
dc.relation.references[37] Gwon J., Lee S., Chun S. et al.: Korean J. Chem. Eng., 2010,27, 651. https://doi.org/10.1007/s11814-010-0058-1
dc.relation.references[38] Vazquez N., Garcia T.: J. Mexican Chem. Soc., 2010, 54, 192.
dc.relation.references[39] Kim D., Dhand V., Rhee K., Park S.: Polymers, 2015, 7, 527.https://doi.org/10.3390/polym7030527
dc.relation.referencesen[1] Chen W., Yu H., Liu Y., Carbohyd. Polym., 2011, 86, 453.https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2011.04.061
dc.relation.referencesen[2] Chen W., Yu H., Liu Y. et al., Carbohyd. Polym., 2011, 83,1804. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2010.10.040
dc.relation.referencesen[3] Klemm D., Heublein B., Fink H.-P., Bohn A., Angewandte Chemie Int. Edn., 2005, 44, 3358.https://doi.org/10.1002/anie.200460587
dc.relation.referencesen[4] Hult E., Larsson P., Iversen T., Cellulose, 2000, 7, 35.https://doi.org/10.1023/A:1009236932134
dc.relation.referencesen[5] Rosa M., Medeiros E., Malmonge J. et al., Carbohyd. Polym.,2010, 81, 83. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2010.01.059
dc.relation.referencesen[6] Sturcov A., Davies G., Eichhorn S., Biomacromolecules, 2005,6, 1055. https://doi.org/10.1021/bm049291k
dc.relation.referencesen[7] Lee S., Mohan D., Kang I. et al., Fibres Polym., 2009, 10, 77.https://doi.org/10.1007/s12221-009-0077-x
dc.relation.referencesen[8] Nishino T., Takano K., Nakamae K., J. Polym. Sci. B, 1995, 33,1647. https://doi.org/10.1002/polb.1995.090331110
dc.relation.referencesen[9] Satyamurthy P., Jain P., Balasubramanya R., Vigneshwaran N., Carbohyd. Polym., 2011, 83, 122. https://doi.org/10.1016/j.arbpol.2010.07.029
dc.relation.referencesen[10] Paakko M., Ankerfors M., Kosonen H. et al., Biomacroolecules,2007, 8, 1934. https://doi.org/10.1021/bm061215p
dc.relation.referencesen[11] Zhang Y., Nypelo T., Salas C. et al., J. Renew. Mater., 2013, 1,195. https://doi.org/10.7569/JRM.2013.634115
dc.relation.referencesen[12] Chakraborty A., Sain M., Kortschot M., Holzforschung, 2005,59, 102. https://doi.org/10.1515/hf.2005.016
dc.relation.referencesen[13] Sakurada I., Nukushina Y., Ito T., J. Polym. Sci., 1962, 57,651. https://doi.org/10.1002/pol.1962.1205716551
dc.relation.referencesen[14] Aulin C., Ahola S., Josefsson P. et al., Langmuir, 2009, 25,7675. https://doi.org/10.1021/la900323n
dc.relation.referencesen[15] Brinchi L., Cotana F., Fortunati E., Kenny J., Carbohyd. Polym., 2013, 94, 154. https://doi.org/10.1016/j.carbpol. 013.01.033
dc.relation.referencesen[16] Klemm D., Kramer F., Moritz S. et al., Angewandte Chemie Int. Edn., 2011, 50, 5438. https://doi.org/10.1002/anie.201001273
dc.relation.referencesen[17] Cherian B., Pothan L., Nguyen-Chung T. et al., J. Agricult. Food Chem., 2008, 56, 5617. https://doi.org/10.1021/jf8003674
dc.relation.referencesen[18] Cherian B., Leao A., Souza S. et al., Carbohyd. Polym., 2010,81, 720. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2010.03.046
dc.relation.referencesen[19] Khalil H., Davoudpour Y., Islam M. et al., Carbohyd. Polym.,2014, 99, 649. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.08.069
dc.relation.referencesen[20] Eyholzer C., Bordeanu N., Lopez-Suevos F. et al., Cellulose,2010, 17, 19. https://doi.org/10.1007/s10570-009-9372-3
dc.relation.referencesen[21] Heux L., Chauve G., Bonini C., Langmuir, 2000, 16, 8210.https://doi.org/10.1021/la9913957
dc.relation.referencesen[22] Orts W., Shey J., Imam S. et al., J. Polym. Environ., 2005, 13,301. https://doi.org/10.1007/s10924-005-5514-3
dc.relation.referencesen[23] O'Regan B., Moser J., Anderson M., Graetzel M., J. Phys. Chem., 1990, 92, 8720. https://doi.org/10.1021/j100387a017
dc.relation.referencesen[24] Sunada K., Kikuchi Y., Hashimoto K., Fujishima A., Environ. Sci. Technol., 1998, 32, 726. https://doi.org/10.1021/es970860o
dc.relation.referencesen[25] Christensen P., Curtis T., Egerton T. et al., Appl. Catal. BEnviron.,2003, 41, 371. https://doi.org/10.1016/S0926-3373(02)00172-8
dc.relation.referencesen[26] Suty S., Petrilakova K., Katuscak S. et al., Cellulose Chem. Technol., 2012, 46, 631.
dc.relation.referencesen[27] Marques P., Trindade T., Neto C., Compos. Sci. Technol.,2006, 66, 1030. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2005.07.029
dc.relation.referencesen[28] Kelley S., Filley J., Greenberg A. et al., Int. J. Polym. Anal. Character., 2012, 7, 162.
dc.relation.referencesen[29] Uddin M., Cesano F., Bonino F. et al., J. Photochem. Photobiol. A, 2007, 189, 286.https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2007.02.015
dc.relation.referencesen[30] Daoud W., Xin J., Zhang Y., Surf. Sci., 2005, 599, 69.https://doi.org/10.1016/j.susc.2005.09.038
dc.relation.referencesen[31] Kalia S., Kaith B., Kaur I., Polym. Eng. Sci., 2009, 49, 1253.https://doi.org/10.1002/pen.21328
dc.relation.referencesen[32]Mahshid S., Askaria M., GhamsaribM. et al., J. Alloy Compd.,2009, 478, 586. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2008.11.094
dc.relation.referencesen[33] Rong M., Zhang M., Liu Y. et al., Compos. Sci. Technol.,2004, 61, 1437. https://doi.org/10.1016/S0266-3538(01)00046-X
dc.relation.referencesen[34] Moran J., Alvarez V., Cyras V., Vazquez A., Cellulose, 2008,15, 149. https://doi.org/10.1007/s10570-007-9145-9
dc.relation.referencesen[35] Rahman M., Afrin S., Haque P., Progr. Biomater., 2014, 3, 1.https://doi.org/10.1007/s40204-014-0023-x
dc.relation.referencesen[36] Fatah I., Khalil H., Md Hossain S. et al., Polymers, 2014, 6,2611. https://doi.org/10.3390/polym6102611
dc.relation.referencesen[37] Gwon J., Lee S., Chun S. et al., Korean J. Chem. Eng., 2010,27, 651. https://doi.org/10.1007/s11814-010-0058-1
dc.relation.referencesen[38] Vazquez N., Garcia T., J. Mexican Chem. Soc., 2010, 54, 192.
dc.relation.referencesen[39] Kim D., Dhand V., Rhee K., Park S., Polymers, 2015, 7, 527.https://doi.org/10.3390/polym7030527
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.carbpol.2011.04.061
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.carbpol.2010.10.040
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1002/anie.200460587
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1023/A:1009236932134
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.carbpol.2010.01.059
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1021/bm049291k
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1007/s12221-009-0077-x
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1002/polb.1995.090331110
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.arbpol.2010.07.029
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1021/bm061215p
dc.relation.urihttps://doi.org/10.7569/JRM.2013.634115
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1515/hf.2005.016
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1002/pol.1962.1205716551
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1021/la900323n
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.carbpol
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1002/anie.201001273
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1021/jf8003674
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.carbpol.2010.03.046
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.08.069
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1007/s10570-009-9372-3
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1021/la9913957
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1007/s10924-005-5514-3
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1021/j100387a017
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1021/es970860o
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/S0926-3373(02)00172-8
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.compscitech.2005.07.029
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2007.02.015
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.susc.2005.09.038
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1002/pen.21328
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.jallcom.2008.11.094
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/S0266-3538(01)00046-X
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1007/s10570-007-9145-9
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1007/s40204-014-0023-x
dc.relation.urihttps://doi.org/10.3390/polym6102611
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1007/s11814-010-0058-1
dc.relation.urihttps://doi.org/10.3390/polym7030527
dc.rights.holder© Національний університет „Львівська політехніка“, 2017
dc.rights.holder© Amantes B., de Melo R., Neto R., Marques M., 2017
dc.subjectджутове волокно
dc.subjectцелюлоза
dc.subjectоксид титану
dc.subjectсиланізація
dc.subjectjute fiber
dc.subjectcellulose
dc.subjecttitanium oxide
dc.subjectsilanization
dc.titleChemical treatment and modification of jute fiber surface
dc.title.alternativeХімічне оброблення та модифікація поверхні джутового волокна
dc.typeArticle

Files

Original bundle
Now showing 1 - 2 of 2
No Thumbnail Available
Name:
2017v11n3_Amantes_B_d_P-Chemical_treatment_333-343.pdf
Size:
1.89 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
No Thumbnail Available
Name:
2017v11n3_Amantes_B_d_P-Chemical_treatment_333-343__COVER.png
Size:
546.96 KB
Format:
Portable Network Graphics
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
3.04 KB
Format:
Plain Text
Description: