Green biocomposites based on poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) (PHBHHx) reinforced with Agave Americana fibers (AAF) were elaborated by melt compounding at various fiber content ratios, that is, 10, 20, and 30 wt.%. Morphology before and after tensile testing, rheological, viscoelastic, mechanical, and thermal properties of the biocomposite samples were investigated with respect to the AAF content. Tensile and DMA data showed a significant increase in both Young’s modulus and storage modulus of PHBHHx biocomposites with the AAF content, however, more relevant at 30 wt.%. However, a slight decrease in tensile strength and strain at break was observed, while thermal stability remained almost unchanged whatever the AAF content. The study highlighted the reinforcement effect of AAF in PHBHHx biocomposite materials, in particular at filler content of 30 wt. %.

Ce travail de recherche consiste à élaborer et caractériser des biocomposites à base de PHBHHx et d’AAF. Il est divisé en trois parties. La première partie est consacrée à l'étude de l’effet du taux de charge sur la morphologie, les propriétés mécaniques, rhéologiques et thermiques des biocomposites préparés par voie fondue en variant le taux de charge de 10, 20 à 30% en masse. Les résultats montrent que l'effet renfort de l'AAF sur le biocomposite à base de PHBHHx est plus significatif au taux de 30% en masse. La deuxième partie est consacrée aux traitements chimiques de la surface des fibres par des traitements respectueux de l’environnement. Leur effet a été évalué par analyse MEB, ATG-DTG et DRX. Les résultats ont montré une amélioration de l’état de surface des fibres avec l’augmentation de la stabilité thermique de l’AAF-B. Enfin, une étude sur l’effet des traitements chimiques sur les interactions à l’interface fibres-matrice a été réalisée. Les biocomposites élaborés à base de fibres traitées montrent des morphologies et des propriétés mécaniques améliorées, notamment pour le biocomposite PHBHHx-AAF-B.

This paper aims to investigate the effect of different chemical modifications of biocomposites based on poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) (PHBH) and aloe vera bio-fibers incorporated at 20 wt%. The fiber surface was modified with alkaline, organosilanes, and combined alkaline/organosilanes. Surface morphology, thermal stability, water absorption capacity, and rheological behavior of the modified biocomposite materials were studied, and the results compared to both unmodified biocomposites and neat PHBH. The study showed that the modified biocomposites with both alkaline and organosilanes exhibited an improved surface morphology, resulting in a good fiber/matrix interfacial adhesion. As a result, increases in complex viscosity, storage modulus, and loss modulus were observed, whereas water absorption was reduced. Thermal stability remained almost unchanged, with the exception of the biocomposite treated with alkaline, where this property decreased significantly. Finally, the coupling of alkaline and organosilane modification is an efficient route to enhance the properties of PHBH biocomposites.