硬质或硬的天然纤维在软基质，如天然橡胶，苯乙烯-丁二烯橡胶，低密度聚乙烯，乙烯-乙酸乙烯酯（EVA）的复合材料，可能会导致新的材料，具有优异的机械性能同时包含该纤维的优点和矩阵。1天然纤维（NF）富含纤维素和具有成本低，比强度高，弹性模量等优点，是比较容易加工，并且来自可再生资源。国家协会如黄麻，龙舌兰，大麻，剑麻是由于羟基基团的存在下高极性。不幸的杂质（蜡，木素，果胶）的结果在NFS具有降低的能力的存在，以增强聚合物基体。2为了产生活性羟基基团和粗糙表面与聚合物基体的附着力，天然纤维可以经过物理或化学处理，以修改的表面和结构。3,4
纤维素纤维据报道，由于其亲水性质与烃聚合物通常是不相容的。然而，表面处理通常调用，以改善与基体的相容性。化学修饰，如异氰酸酯处理，丙烯酸化，和高锰酸盐处理，以及在NFS使用偶联剂，如过氧化物，硅烷，钛酸盐，和异氰酸酯，可以提高纤维与热塑性基体之间的粘附力，它们的加工性，和机械性能。将EVA共聚物是用在许多应用，如电线和电缆绝缘层，阻挡片，粘合剂，纸涂料，和包装膜。然而，长荣天然纤维复合材料的性能并没有得到很好的研究。
图1。
的乙烯乙酸乙烯酯（EVA）/短剑麻纤维（SSF）复合材料的相对的抗张强度。DCP：过氧化二异丙苯。
我们进行短剑麻纤维（SSF）于三个不同的化学处理。5所有纤维首先用碱，其改性纤维的表面拓扑结构，产生粗糙的表面。第二处理涉及使用过氧化二异丙苯（DCP）的产生自由基在纤维表面上。在第三步骤中使用的硅烷偶联剂的纤维与EVA共聚物基体之间形成桥（共价键）。纤维的各化学处理后，我们测量的IR光谱来表征中和在纤维上发生的化学变化，进行热重分析（TGA）来评估它们的热稳定性。化学修饰的单一股票，然后掺入到EVA共聚物基质。
傅立叶变换红外分析表明，该化学处理产生的变化，单一股票的光谱和表面性质。之比阿1430 / 阿900是密切相关的纤维素送样品中的比例，它表明，化学治疗，我们进行了转化的纤维素I到纤维素Ⅱ的纤维。
TGA结果表明，化学处理还增加了纤维的热稳定性。
我们还研究了EVA-SSF复合材料的机械性能（拉伸强度，断裂伸长率，拉伸弹性模量），作为纤维重量分数和纤维处理的函数。未处理和处理过的SSF的引入（在按重量计10％），产生矩阵中的急剧减少的拉伸强度（见图 1）。此外，在重量的纤维含量10％，我们观察到在相对 的抗拉强度（RTS）显著差异取决于纤维处理。复合材料的配制，只用碱处理过的纤维显示出最高的RTS值与未处理的，DCP-，和硅烷处理过的纤维进行比较。这种增加的拉伸强度可以归因于在表面的粘合特性（以下去除天然和人造的杂质）产生粗糙的表面形貌。重量剑麻纤维含量在复合材料的20％中观察到的RTS的轻微增加归因于在EVA基体中的纤维的分散性好。在高纤维含量（≥20％重量），硅烷处理可导致抗张强度有显著改善。的配制，视为与未处理的相比，SSF复合材料的拉伸强度特性的提高表明，与处理过的纤维相关联的更高的表面积建立与基质多表面接触。
图2。
（一）未处理，（B）碱处理，（三）DCP处理，以及（d）经硅烷处理的单一股票的扫描电子显微照片。
我们研究了利用扫描电子显微镜的纤维的形态方面。剑麻纤维是一种木质纤维素纤维的产品，分类为硬质天然纤维。6的化学处理以溶解和提取表面的杂质，包括蜡和萜烯油，修改光纤的地形。图 2（a）表示未处理剑麻纤维的表面的显微照片，显示的尘埃，蜡和其他杂质结。图 2（b）和（c）和（d）示出治疗的SSF的表面形态。这些纤维具有的粗糙表面形貌引起的碱处理的共同特点。尤其是，这种治疗已经导致空洞形成，纤维原纤化（破碎成小的纤维的纤维束），作为示于图 2（b）所示。这增加了有效表面积可用于与所述基质接触。换句话说，碱处理开发出粗糙的表面形貌，其可以归因于去除半纤维素和木质素组成。它增强了纤维的纵横比，提供更好的纤维-基质界面粘合性，并增加了机械性能。
在本研究中提出的结果表明，这是可能的，通过纤维表面改性，通过创建一个兼容的接口与聚合物基体，以提高EVA-SSF复合材料性能。公司生产的EVA-SSF复合材料表现出柔软，光滑的外观，相似的木材。因此，这种材料可以被用作一个替代木材在面板或盖板和各种其他应用程序。迄今为止，天然纤维大多被用来增强基于石油的常规聚合物，例如聚烯烃。我们下一步是研究在天然纤维的表面处理剂如何可以改善可生物降解的聚合物的性质和性能：脂肪族和脂肪族 - 芳香族共聚酯基质（例如，聚（乳酸），聚（己二酸丁二醇酯 - 共 - 对苯二甲酸酯） ，聚己内酯）。我们研究的目标是开发出堆肥产生二氧化碳，水，无机化合物，和生物质中发生分解由生物过程可生物降解的复合材料。
托马斯J.马德拉-桑塔纳
研究中心食品与发展（CIAD），AC
博士马德拉-桑塔纳目前担任研究员知识分子会议，交流他的研究兴趣包括复合材料和聚合物共混物的加工和表征。
梅尔OW理查森
工程学院朴次茅斯大学
教授理查森是目前的研究总监在工程学院的高级聚合物和复合材料研究组。