Synthèse, moulage et caractérisation de matériaux composites stratifiés à fibres naturelles

复合材料分层和天然纤维的合成、模制和修饰

• 批准号: RGPIN-2018-06675
• 负责人: Lebrun, Gilbert
• 金额: $ 1.97万
• 依托单位: Université du Québec à Trois-Rivières
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Discovery Grants Program - Individual
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2022-01-01 至 2023-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=754466
• 关键词: Synth; se; moulage; et; caract

La recherche de matériaux légers a toujours été primordiale, notamment pour l'industrie du transport. Les composites à fibres naturelles (CFN) occupent actuellement une place importante en recherche. Les fibres naturelles sont biodégradables, à empreinte carbone négative, non abrasives pour l'usinage, peu coûteuses et aux propriétés intrinsèques (rapports module/densité et résistance/densité) supérieures à la fibre de verre. Le programme proposé consiste à poursuivre le développement de renforts unidirectionnels (UD) de lin à liant papier démarré en 2009. L'idée consiste à accoler une couche très poreuse de papier ou de mat à une couche de fils continus UD de lin par projection d'une suspension aqueuse de fibres courtes, suivi d'un essorage et séchage du renfort typique du procédé standard de fabrication du papier. En continu sur la surface du renfort, le papier permet de maintenir les fibres UD parallèles pour maximiser les propriétés mécaniques des pièces en évitant le désalignement localisé des fibres constaté entre deux coutures ou par ondulation du tissus dans les renforts commerciaux actuels. Bien qu'un renfort de lin UD-papier maximise les propriétés mécaniques des CFN, ceux-ci ont un comportement non-linéaire avec déformation permanente à faible niveau de déformation, limitant ainsi leur utilisation pour les pièces structurales. Pour y remédier, il est proposé de modifier chimiquement la surface des fibres par traitement de réticulation sélective (connu sous l'appellation de chimie click) entre les fibres du liant papier ou mat et les fibres UD. à très faible impact sur l'environnement (traitement biocompatible), ce traitement devrait permettre de créer un réseau homogène tridimensionnel de liens covalents fibre-fibre et fibre-matrice permettant d'augmenter la résistance et la plage de déformation linéaire-élastique initial du composite UD. L'objectif est d'obtenir un renfort peu coûteux, maximisant les propriétés élastiques et la résistance des CFN et facile à conformer et imprégner pour le moulage des pièces. Trois axes de recherche sont proposés: 1) Améliorer les propriétés mécaniques d'un composite UD par traitement de chimie click des fibres et de la matrice pour créer des liens chimiques forts (covalents) de type fibre-fibre et fibre-matrice, 2) Développer la capacité du renfort à se conformer à des géométries à simple et double courbure et 3) étudier l'effet de la température, l'humidité et le vieillissement sur les propriétés mécaniques à court et long terme des CFN développés. Dans un contexte de développement durable, le programme générera des retombées dans trois secteurs industriels importants au Canada. Le secteur des matériaux composites, le secteur des pâtes et papiers par la fabrication éventuelle à haut volume des renforts proposés et le secteur agricole, le Canada étant le premier producteur mondial de lin oléagineux, source de fibres courtes peu coûteuse.

La rescherche de matériaux légers a toujours été primordiale，notamment pour l'industrie du transport.天然纤维复合材料（CFN）在研究中占有重要地位。Les fibres naturelles sont biodégradables，à empreinte carbone nénegative，non abrasives pour l'uselage，peu coastroteuses et aux propriétés intrinsèques（rapports module/densité et résistance/densité）supérieures à la fibre de verre.拟议方案包括在2009年加强单向交通运输（UD）的发展。L 'idée consiste à accoler une couche très poreuse de papier ou de mat à une couche de fils continuus UD de lin par projection d' une suspension aqueuse de fibres courtes，suivi d 'un essorage et séchage du renfort typique du procédé standard de fabrication du papier.在继续进行表面加固时，纸渗透保持UD纤维平行，以最大限度地提高零件的机械性能，从而使两种时装或织物在实际商业活动中的波动保持恒定的纤维局部化。虽然UD纸的加固最大限度地利用了CFN的机械特性，但由于存在永久变形的非线性构件，可能会发生变形，因此限制了结构件的可重复使用。为了更好地解决这个问题，我们建议对纤维表面进行化学改性，以选择性地处理纤维表面（与化学品的名称相同），使其进入造纸纤维或纤维垫和UD纤维。à très faible impact sur l'Amnement（生物相容性治疗），ce treitement devrait permettre de créer un réseau homogène tridimensionnel de liens covalents fibre-fibre et fibre-matrice permettant d'augmenter la résistance et la plage de déformation linéaire-élastique initial du composite UD. L'objectif est d'obtenir un renfort peu coastiteux，maximisant les propriétés élastiques et la résistance des CFN et facile à conformer et imprégner pour le moulage des pièces.三个研究方向：1）改善复合UD的机械性能，通过处理化学纤维和基体来产生化学优先权。（共价键）的类型纤维纤维和纤维矩阵，2）Décursiper la capacité du renfort à se conformer à des géométries à simple et double courbure et 3）étudier l 'effet de la température，l'humidité et le vieillissement sur les propriétés mécaniques à court et long泰尔梅des CFN décourtes.在持久发展的背景下，加拿大Au三个重要工业部门的一般退休方案。加拿大的复合材料部门、纸和纸张部门，以及农业部门，都是世界上最大的石油生产商，也是世界上最好的纤维来源。