Fabrication of Natural Fiber Composites through Hot Press and Analysis of Interfacial Adhesion

고온 프레스를 이용한 자연섬유 복합재료 제조와 계면 결합 분석

In order to effectively improve interfacial adhesion strength between polypropylene (PP) and jute fiber, we particularly incorporated maleic anhydride grafted PP (MAPP) into the matrix through the environment-friendly process without an additional method of process and had better mechanical performances by providing the alignment into the natural fiber than those of the conventional fabrication technology such as an extrusion or injection molding. We also proposed hot pressing method which applied relatively low shear to the composites and confirmed the chemical bonds among the functional groups of MAPP and jute using FT-IR approach. The concentration of MAPP for maximum tensile strength and modulus was optimized at 3 wt%. Flexural properties had no noticeable tendency to increase with MAPP contents compared to tensile strength, which could probably be explained by the degree in wetting of PP/MAPP matrix.

Jute와 PP의 계면 접착력을 향상시키기 위해 추가적인 단계 없이 친 환경적인 공정을 통해 MAPP를 적용하였고 자연섬유의 방향성 또한 부여하여 기존에 제안된 방법보다 우수한 기계적 물성을 나타내었다. 전단 속도를 일정하게 변화시켜 기지 수지의 용융점도 측정한 결과, 압출이나 사출 성형과 같이 높은 전단력이 작용하지 않는 고온 프레스에서도 MAPP를 증량함에 따라 섬유와의 결합 가능성을 높일 수 있음을 밝혔다. 더하여 MAPP와 jute 섬유의 계면에서 관능기 간 화학 결합이 생성됨을 FT-IR을 통해 확인하였다. 인장 강도의 경우 섬유 방향에서 높은 값을 보였으며 3 wt% MAPP 함량에서 최적화 되었고 인장 강성에서도 유사한 경향을 가졌다. 굴곡 강도는 인장에 비해 상대적으로 MAPP 함량에 따른 상승효과가 미비하였는데 함침의 영향으로 판단되었다.