Publicado

2019-07-01

Incidence of mercerization treatment in the mechanical properties of bamboo fibre bundles "Guadua Angustifolia Kunth" from colombian origin

Incidencia del tratamiento de mercerización en las propiedades mecánicas de haces de fibras de bambú “Guadua Angustifolia Kunth” de origen colombiano

DOI:

https://doi.org/10.15446/dyna.v86n210.71782

Palabras clave:

natural fibres, bamboo, alkaline treatment, extraction of fibres, mechanical properties (en)
fibras naturales, bambú, tratamiento alcalino, extracción de fibras, propiedades mecánicas (es)

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Autores/as

In this article, bamboo fibre bundles of "Guadua Angustifolia Kunth" specie were isolated from different locations of the basa zone: upper, middle and lower, through mechanical extraction method. The elastic modulus and the tensile strength were obtained with preliminary tensile tests. Applying the statistical analysis known as ANOVA, it was determined that the mechanical properties are similar in all the extension of the basa zone. From there, fibre bundles were extracted randomly, and a part of the fibre bundles was treated with NaOH (mercerization). Later, tensile tests with different calibration lengths were made for calculate the elastic modulus and the tensile strength of the treated and untreated fibre bundles. Best results belonged to the treated fibre bundles. A good correspondence between the results obtained in this work and the results reported in the literature was concluded. 

En este artículo se empleó el método de extracción mecánica para aislar haces de fibra de bambú de la especie GAK desde las zonas superior, central e inferior de la parte de la planta llamada basa. Se hicieron ensayos preliminares de tensión, obteniéndose el módulo elástico y la resistencia a la tensión. Se determinó por medio de un análisis estadístico ANOVA que las propiedades mecánicas eran similares en toda la zona de la basa. De ahí, se extrajeron haces de fibras de forma aleatoria y una parte fue tratada con NaOH (mercerización). Posteriormente, se realizaron ensayos de tensión variando la longitud de calibración y, se calculó la resistencia a la tensión y el módulo elástico de los haces de fibras no tratados y tratados. Los mejores resultados pertenecieron a los haces de fibras tratados. Se concluye una buena correspondencia entre los resultados obtenidos y los reportados en la literatura.

Referencias

Monteiro, S.N., Satyanarayana, K.G., Ferreira, A.S., Nascimento, D.C.O., Lopes, F.P.D., Silva, I.L.A., Bevitori, A.B., Inácio, W.P., Bravo, J. and Portela, T.G., Selection of high strength natural fibers. Revista Matéria, 15(4), pp. 488-505, 2011. DOI: 10.1590/S1517-70762010000400002

Mora, W.J., Ramon, B.A. y Ramon, F., Desarrollo de materiales biocompuestos reforzados con fibras naturales colombianas. Revista Ambiental. Agua, aire y suelo, [online]. 4(2), pp. 1-7, 2013. Available at: http://revistas.unipamplona.edu.co/ojs_viceinves/index.php/RA/article/view/507

Omrani, E., Menezes, P.L. and Rohatgi, P.K., State of the art on tribological behavior of polymer matrix composites reinforced with natural fibers in the green materials world. Engineering Science and Technology, an International Journal, 19(2), pp. 717-736, 2016. DOI: 10.1016/j.jestch.2015.10.007

Gonzáles, C., Del Campo, J., Cardín, P., Fernández, J.O. y García, P., Relaciones composición-propiedades en materiales compuestos de matriz poliolefínica reforzados con fibras de celulosa, Congreso Nacional de Materiales Compuestos, (MATCOMP’03), Saragoza, España, [en línea]. 2003. Disponible en: http://www.aemac.org/wp/wp-content/uploads/2015/05/MATCOMP03.pdf

Banco Mundial.,Emisiones de CO2 (toneladas métricas per cápita), , Centro de análisis de información sobre Dióxido de Carbono, División de Ciencias Ambientales del Laboratorio Nacional de Oak Ridge, Tennessee, Estados Unidos, [Online]. 2013. [Accessed: March 10th, 2017]. Available at: http://datos.bancomundial.org/indicador/EN.ATM.CO2E.PC.

Nirmal, U., Hashim, J. and Megat-Ahmad, M.M.H., A review on tribological performance of natural fibre polymeric composites. Tribology International, 83, pp. 77-104, 2015. DOI: 10.1016/j.triboint.2014.11.003

Ku, H., Wang, H., Pattarachaiyakoop, N. and Trada, M., A review on the tensile properties of natural fibre reinforcerd polymer composites.Composites: Part B, 42(4), pp. 856-873, 2011. DOI: 10.1016/j.compositesb.2011.01.010

Jawaid, M. and Abdul-Khalil, H.P.S., Cellulosic/synthetic fibre reinforced polymer hybrid composites: a review. Carbohydrate Polymers, 86(1), pp. 1-18, 2011. DOI: 10.1016/j.carbpol.2011.04.043

Osorio, L., Trujillo, E., Van Vuure, A.W. and Verpoest I., Morphological aspects and mechanical properties of single bamboo fibers and flexural characterization of bamboo/epoxy composites. Journal of Reinforced Plastics & Composites, 30(5), pp. 396-408, 2011. DOI: 10.1177/0731684410397683

Azwa, Z.N., Yousif B.F., Manalo, A.C. and Karunasena W., A review on the degradability of polymeric composites based on natural fibres. Materials and Design, 47, pp. 424-442, 2013. DOI: 10.1016/j.matdes.2012.11.025

Abdul-Khalil, H.P.S., Alwani, M.S., Islam, M.N., Suhaily, S.S., Dungani, R., H’ng, Y.M. and Jawaid. M., The use of bamboo fibres as reinforcements in composites, in: Faruk, O. and Sain, M., Eds., Biofiber Reinforcements in Composite Materials, 2015, pp. 488-524. DOI: 10.1533/9781782421276.4.488

Li, H. and Shen, S., The mechanical properties of bamboo and vascular bundles. Journal of Materials Research, 26(21), pp. 2749-2756, 2011. DOI: 10.1557/jmr.2011.314

Zakikhani, P., Zahari, R., Sultan, M.T.H. and Majid, D.L., Extraction and preparation of bamboo fibre-reinforced composites. Materials and Design, 63, pp. 820-828, 2014. DOI: 10.1016/j.matdes.2014.06.058

Estrada, M. y Ramírez, F., Extracción y caracterización mecánica de las fibras de bambú (Guadua Angustifolia) para su uso potencial como refuerzo de materiales compuestos, Tesis MSc., Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, Universidad de los Andes, Bogotá, Colombia, 2010

Osorio, J., Vélez, J. and Ciro, H., Internal structure of Guadua and its incidence in the mechanical properties. DYNA, [Online].74(153), 2007. [Date of reference: October 20th, of 2017]. Available at: http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0012-73532007000300009

George, M., Chae, M. and Bressler, D.C., Composite materials with bast fibres: structural, technical and environmental properties. Progress in materials Science, 83, pp. 1-23, 2016. DOI: 10.1016/j.pmatsci.2016.04.002

Estaciones Agrarias, Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Colombia, Medellín, Colombia, [Online] 2016. [Accessed: June 5th, 2017]. Available at: https://cienciasagrarias.medellin.unal.edu.co/la-facultad/estaciones-agrarias.html

American Society for Testing and Materials (ASTM). Standard test method for tensile properties of single textile fibers. D3822M-14. ASTM Annual Book of Standards. West Conshohocken, Pa, 2015.

American Society for Testing and Materials (ASTM). Standard practice for conditioning and testing textiles. D1776M-15. ASTM Annual Book of Standards. West Conshohocken, Pa, 2004.

Statgraphics net. [Online]. [Accessed: October 08th, 2016]. Available at: http://www.statgraphics.net

Andersons, J., Sparnins, E., Joffe, R. and Wallstrom, L., Strength distribution of elementary flax fibres. Composites Science and Technology, 65(3-4), pp. 693-702, 2005. DOI: 10.1016/j.compscitech.2004.10.001

Garcia, L., Radial and longitudinal variation of the mechanical properties of bamboo. Thesis, Department of Materials Science and Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Massachusetts, U.S.A, 2011.

Faruk, O., Bledzki, A.K., Fink, H. and Sain, M., Biocomposites reinforced with natural fibers: 2000-2010. Progress in Polymer Science, 37(11), pp. 1552-1596, 2012. DOI: 10.1016/j.progpolymsci.2012.04.003

Muñoz, M.F., Hidalgo, M.A. y Mina, J.H., Fibras de fique una alternativa para el reforzamiento de plásticos. Influencia de la modificación superficial. Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial, [Online], 12(2), pp.60-70, 2014. [Date of reference: October 20th, 2017]. Available at: http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S1692-35612014000200007&lng=en&nrm=iso&tlng=es

Johar, N., Ahmad, I. and Dufresne, A., Extraction, preparation and characterization of cellulose fibres and nanocrystals from rice husk. Industrial Crops and Products, 37, pp. 93-99, 2012. DOI: 10.1016/j.indcrop.2011.12.016

Manalo, A., Wani, E., Zukarnain, N.A., Karunasena, W. and Lau, K., Effects of alkali treatment and elevated temperature on the mechanical properties of bamboo fibre–polyester composites. Composites Part B: Engineering, 80, pp. 73-83, 2015. DOI: 10.1016/j.compositesb.2015.05.033

Dittenber, D.B. and GangaRao, H.V.S., Critical review of recent publications on use of natural composites in infrastructure. Composites Part A: applied science and manufacturing, 43(8), pp. 1419-1429, 2012. DOI: 10.1016/j.compositesa.2011.11.019

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IEEE

[1]
L. J. Quintero Giraldo, L. J. Cruz, J. A. García, A. Alcaraz, E. González, y J. A. Osorio, «Incidence of mercerization treatment in the mechanical properties of bamboo fibre bundles “Guadua Angustifolia Kunth” from colombian origin», DYNA, vol. 86, n.º 210, pp. 156–163, jul. 2019.

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Quintero Giraldo, L.J., Cruz, L.J., García, J.A., Alcaraz, A., González, E. y Osorio, J.A. 2019. Incidence of mercerization treatment in the mechanical properties of bamboo fibre bundles "Guadua Angustifolia Kunth" from colombian origin. DYNA. 86, 210 (jul. 2019), 156–163. DOI:https://doi.org/10.15446/dyna.v86n210.71782.

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Quintero Giraldo, L. J.; Cruz, L. J.; García, J. A.; Alcaraz, A.; González, E.; Osorio, J. A. Incidence of mercerization treatment in the mechanical properties of bamboo fibre bundles "Guadua Angustifolia Kunth" from colombian origin. DYNA 2019, 86, 156-163.

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Quintero Giraldo, L. J., Cruz, L. J., García, J. A., Alcaraz, A., González, E. & Osorio, J. A. (2019). Incidence of mercerization treatment in the mechanical properties of bamboo fibre bundles "Guadua Angustifolia Kunth" from colombian origin. DYNA, 86(210), 156–163. https://doi.org/10.15446/dyna.v86n210.71782

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QUINTERO GIRALDO, L. J.; CRUZ, L. J.; GARCÍA, J. A.; ALCARAZ, A.; GONZÁLEZ, E.; OSORIO, J. A. Incidence of mercerization treatment in the mechanical properties of bamboo fibre bundles "Guadua Angustifolia Kunth" from colombian origin. DYNA, [S. l.], v. 86, n. 210, p. 156–163, 2019. DOI: 10.15446/dyna.v86n210.71782. Disponível em: https://revistas.unal.edu.co/index.php/dyna/article/view/71782. Acesso em: 20 mar. 2026.

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Quintero Giraldo, Leidy Johana, Luis Javier Cruz, Jaime Alexis García, Alejandro Alcaraz, Eugenia González, y Jairo Alexander Osorio. 2019. «Incidence of mercerization treatment in the mechanical properties of bamboo fibre bundles “Guadua Angustifolia Kunth” from colombian origin». DYNA 86 (210):156-63. https://doi.org/10.15446/dyna.v86n210.71782.

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Quintero Giraldo, L. J., Cruz, L. J., García, J. A., Alcaraz, A., González, E. y Osorio, J. A. (2019) «Incidence of mercerization treatment in the mechanical properties of bamboo fibre bundles “Guadua Angustifolia Kunth” from colombian origin», DYNA, 86(210), pp. 156–163. doi: 10.15446/dyna.v86n210.71782.

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Quintero Giraldo, L. J., L. J. Cruz, J. A. García, A. Alcaraz, E. González, y J. A. Osorio. «Incidence of mercerization treatment in the mechanical properties of bamboo fibre bundles “Guadua Angustifolia Kunth” from colombian origin». DYNA, vol. 86, n.º 210, julio de 2019, pp. 156-63, doi:10.15446/dyna.v86n210.71782.

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Quintero Giraldo, Leidy Johana, Luis Javier Cruz, Jaime Alexis García, Alejandro Alcaraz, Eugenia González, y Jairo Alexander Osorio. «Incidence of mercerization treatment in the mechanical properties of bamboo fibre bundles “Guadua Angustifolia Kunth” from colombian origin». DYNA 86, no. 210 (julio 1, 2019): 156–163. Accedido marzo 20, 2026. https://revistas.unal.edu.co/index.php/dyna/article/view/71782.

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Quintero Giraldo LJ, Cruz LJ, García JA, Alcaraz A, González E, Osorio JA. Incidence of mercerization treatment in the mechanical properties of bamboo fibre bundles "Guadua Angustifolia Kunth" from colombian origin. DYNA [Internet]. 1 de julio de 2019 [citado 20 de marzo de 2026];86(210):156-63. Disponible en: https://revistas.unal.edu.co/index.php/dyna/article/view/71782

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CrossRef citations4

1. Ece Kalayci, Ozan Avinc. (2024). Assessing the Washing Fastness and Environmental Impact of Various Reduction Clearing Processes on High-Performance Polyetherimide (PEI) Fabrics. Fibers and Polymers, 25(6), p.2359. https://doi.org/10.1007/s12221-024-00580-x.

2. Nicoly Milhardo Lourenço Nohara, Maria Camila Ariza-Tarazona, Eduardo Rezende Triboni, Evandro Luís Nohara, Juan Francisco Villarreal-Chiu, Erika Iveth Cedillo-González. (2024). Are you drowned in microplastic pollution? A brief insight on the current knowledge for early career researchers developing novel remediation strategies. Science of The Total Environment, 918, p.170382. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.170382.

3. Beatrice Malchiodi, Erika Iveth Cedillo-González, Cristina Siligardi, Paolo Pozzi. (2022). A Practical Valorization Approach for Mitigating Textile Fibrous Microplastics in the Environment: Collection of Textile-Processing Waste Microfibers and Direct Reuse in Green Thermal-Insulating and Mechanical-Performing Composite Construction Materials. Microplastics, 1(3), p.393. https://doi.org/10.3390/microplastics1030029.

4. Gabrielle F. Godbille-Cardona, Wander de Oliveira, Celson Pantoja Lima, Salo V. Coslovsky, Bradley D. Olsen. (2026). Amazonian Fibers for Sustainable Packaging Materials and Circular Bioeconomies. ACS Sustainable Resource Management, 3(1), p.11. https://doi.org/10.1021/acssusresmgt.5c00301.

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