La celulosa es el polímero de la fuente renovable más abundante en la tierra y constituye el componente principal de las fibras vegetales.

La hemicelulosa es el segundo material orgánico más abundante en la naturaleza después de la celulosa. Su estructura es más compleja que la celulosa, diferenciándose de esta última por su cadena ramificada y la presencia de múltiples tipos de azúcar además de la 1,4 β-D glucopiranosa. Además, el grado de polimerización de la hemicelulosa es menor que el de la celulosa de 10 a 100 veces.

La lignina es un complejo molecular altamente reticulado con una estructura amorfa que desempeña el papel de agente de unión entre las células individuales de la fibra y las fibrillas que constituyen la pared celular.

La pectina es responsable del brillo, la sensación táctil y la flexibilidad de las fibras. Además, tiene la función de mantener las fibras unidas en haces, actuando así junto con la hemicelulosa como agente cementante.

Las ceras determinan la suavidad característica al tacto de las fibras y disminuyen la fricción entre ellas. Consisten en diferentes tipos de alcoholes solubles tanto en agua como en ácidos.

Los compuestos plástico-madera conocidos como Wood Plastic Composite (WPC, por sus siglas en inglés), es el nombre que reciben los materiales poliméricos, reforzados con fibras de madera. Se utilizan en varios campos, algunos de estos son construcción, infraestructura y transporte. Combinan muchas ventajas sobre materiales de madera y plásticos. Poseen características de las fibras de madera tales como menor costo, menor densidad y biodegradabilidad, mientras que la resistencia a la humedad y la estabilidad dimensional de la matriz de polímero se conserva. Estos materiales pueden ser clasificados como tecnologías verdes, ya que puede utilizarse madera residual y polímero reciclado; sin embargo, la principal limitación en su fabricación son las interacciones incompatibles de las matrices hidrofóbicas de polímero y las fibras hidroscópicas, esto ocasiona una distribución de madera en la matriz, poco favorable que genera malas propiedades mecánicas. En general, las aplicaciones de estos materiales se encuentran donde los esfuerzos mecánicos a los que serán sometidos son débiles. Por su parte, la nanocelulosa también ha sido investigada como fibra reforzadora ya que presenta propiedades mejoradas de resistencia, rigidez específica, baja densidad, bajo costo y biodegradabilidad. Dentro de los nanocompuestos investigados se encuentra la celulosa microcristalina. Los polímeros reforzados con fibras hibridas se refieren a una matriz polimérica que contiene dos o más fibras diferentes con la intención de que éstas complementen sus propiedades. Como consecuencia se puede lograr un equilibrio en el rendimiento y el costo a través del diseño adecuado del material. Se identificó que la tendencia principal es la incorporación de una fibra natural a una matriz reforzada con fibra sintética, en la mayoría de los casos se trata de fibra de vidrio (GRRP). Por ejemplo, la incorporación de bambú a polipropileno reforzado con GRRP para incrementar la durabilidad. Otro ejemplo es el estudio realizado para comparar las propiedades de los compuestos que son reforzados con fibra de vidrio y sisal, yute y linaza, como resultado se obtuvo que propiedades mecánicas de los compuestos reforzados con fibras de yute son más altas que los compuestos reforzados con fibras de sisal. No obstante, las propiedades mejoran al combinar fibras de sisal con yute. Otro aspecto importante de mencionar es que, la longitud de las fibras tiene influencia en las propiedades resultantes, tales como la resistencia a la tracción, a la flexión y al impacto. Debido a estas características la principal aplicación que se ha investigado es en la fabricación de cuadros de bicicletas, cascos de barcos, cañas de pescar, tanques de almacenamiento, bates de béisbol, tablas de patinaje sobre hielo, paneles de puertas, industria automotriz y material de construcción para edificios, entre otros. Respecto al reforzamiento de biopolímeros con fibras naturales, éstos están constituidos por una matriz polimérica de origen biológico combinada con fibras naturales, estos materiales son de gran interés por presentar una alta degradación por vías naturales. Algunos ejemplos de estos compuestos son el del biopol con fibra de yute modificada superficialmente por lavados con detergente y tratamientos alcalinos y con ácido acético, por mencionar algunos modificadores usados. Se demostró que estos tratamientos aumentaron la adhesión de la matriz. Adicionalmente, se agregaron partículas de nanoarcilla para mejorar las propiedades mecánicas. El PAL reforzado con fibra de Kenaf con timol como aditivo, tuvieron resultados exitosos, al ser evaluados con pruebas mecánicas y térmicas. Las fibras naturales, como se ha mencionado anteriormente, tienen la característica de absorber la humedad fácilmente. Por lo tanto, el área principal de investigación en polímeros reforzados con estos materiales se refiere a los tratamientos químicos que modifiquen las interacciones superficiales matriz/refuerzo. Algunos tratamientos químicos en fibras naturales son necesarios para mejorar el rendimiento como refuerzo en materiales poliméricos. La modificación química influye directamente en las estructuras de las fibras y, como resultado, cambia su composición, la tendencia de la fibra a absorber humedad se reduce facilitando una mejor unión con la matriz, esto proporciona mejores propiedades mecánicas y térmicas a los compuestos. La interfaz fibra-matriz es la zona de difusión o reacción, en la que las fases de fibra y matriz se combinan química y / o mecánicamente. La adhesión interfacial entre la fibra y la matriz juega un papel predominante en la caracterización de las propiedades mecánicas de los compuestos. Si hay una adhesión deficiente a través del límite de fase, se produce una dispersión de la fuerza relativamente débil y las propiedades mecánicas del material compuesto son deficientes.

Los métodos físicos incluyen estiramiento, calandrado, termotratamientos, tratamiento con plasma frío, método de descarga eléctrica, etc. En éstos, la fibra no sufre cambios en su composición estructural, solo modifica las propiedades de la superficie. Estos métodos influyen en una buena unión mecánica con la matriz y mejoran las propiedades compuestas. Los restos de los polímeros reforzados con fibras naturales tienen que ver con los siguientes aspectos: El uso de fibras naturales para reforzar polímeros sintéticos ha sido restringido debido a ciertas características de éstas, tales como tendencia a la absorción de la humedad, mala adhesión con las contrapartidas sintéticas y baja estabilidad a temperaturas durante el procesamiento. La adición de químicos, en algunos, permite subsanar estas limitaciones, al permitir una buena interacción de las fibras de refuerzo con la matriz. Las propiedades mecánicas de los compuestos reforzados con fibras naturales se deterioran con el paso del tiempo. Sus composiciones estructurales (como celulosa, hemicelulosas, lignina, pectina y sustancias cerosas) permiten la absorción de humedad del medio ambiente que empobrece el acoplamiento de las fibras con los materiales de la matriz. Disminuir grado de absorción de humedad es el gran reto a vencer. Otros problemas en el compuesto de fibra natural provienen de la naturaleza hidrófila de la fibra y la naturaleza hidrófoba de la matriz. Como resultado, existe una incompatibilidad inherente entre la fibra y la matriz. El tratamiento químico de la fibra de refuerzo puede reducir la tendencia hidrofílica y mejorar así la compatibilidad con la matriz. Varias actividades de investigación se han llevado a cabo para mejorar las propiedades de la fibra a través de diferentes tratamientos químicos y sus efectos sobre las propiedades de los compuestos. Las fibras naturales presentan mayor variabilidad en sus propiedades mecánicas que las fibras sintéticas, lo cual puede tolerarse en diversas aplicaciones considerando la dificultad para reciclar las de origen sintético, pero en las industrias de presición esto puede ser un gran inconveniente. Un inconveniente es que la temperatura a la que se procesan las fibras naturales, al ser orgánicas, debe ser muy controlada, ya que conduce a diversos cambios tanto químicos como físicos. La degradación térmica de estas fibras conduce a la pobreza de sus propiedades mecánicas. Adicionalmente, se producen productos gaseosos por la descomposición térmica, esto a temperaturas de 200°C.

Químicamente, el algodón es el más puro, contiene más del 90% de celulosa con poca o ninguna lignina. Las otras fibras contienen entre un 40 y un 75% de celulosa, según el procesamiento. El lino hervido y blanqueado y el ramio desgomado pueden contener más del 95% de celulosa. El kenaf y el yute contienen un mayor contenido de lignina, lo que contribuye a su rigidez. Aunque los contenidos de celulosa mostrados en la Tabla 2 son bastante uniformes, los otros componentes, por ejemplo, hemicelulosas, pectinas, extractos y lignina varían ampliamente sin un patrón obvio. Estas diferencias pueden caracterizar fibras específicas. Dimensiones de la fibra. A excepción de las fibras del pelo de la semilla, las fibras vegetales de origen líber o foliar son multicelulares y se utilizan como hebras. A diferencia de las fibras del líber, las fibras de las hojas no se descomponen fácilmente en sus células finales. Las últimas células son compuestos de microfibrillas, que, a su vez, están compuestos por grupos de cadenas de celulosa paralelas.

Las fibras vegetales tienen aplicación en una amplia gama de productos fibrosos, incluidos textiles y artículos tejidos, cordeles y cordeles, materiales de relleno y tapicería, cepillos, papel y nuevos compuestos de base biológica. Los usos de cada una de las fibras específicas se han discutido en las secciones designadas. Los usos tradicionales de las fibras vegetales se han visto erosionados por la sustitución por sintéticos en el mercado mundial. Los usos en declive incluyen cordeles, tapetes, material de relleno, cepillos, etc. Sin embargo, las propiedades únicas de las fibras de líber han permitido su uso continuo en papeles especiales como billetes de banco, algunos papeles para escribir y papeles para cigarrillos. El trabajo en el USDA y Kenaf International (Texas) durante la última década demostró el potencial de cultivar y procesar fibras de kenaf para papel de periódico y otros productos de papel en los Estados Unidos. Otro uso prometedor de las fibras vegetales es en los nuevos compuestos de base biológica que ahora se comercializan en varias partes del mundo industrializado. Las fibras vegetales se mezclan con matrices de resina termoplástica o termoendurecible y se moldean por extrusión o compresión en una variedad de formas útiles. Estos productos ya se utilizan en la industria automotriz para revestimientos de puertas y techos interiores de automóviles y como revestimientos de maleteros. Si bien las fibras vegetales continuarán brindando usos tradicionales a las poblaciones indígenas, es necesario desarrollar nuevas aplicaciones innovadoras para mantener los mercados internacionales de las fibras.