High performance biocomposites
High performance biocomposites
批准号:
RGPIN-2021-04358
负责人:
Koubaa, Ahmed
金额:
$2.84万
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
项目状态:
已结题
起止时间:
2022-01-01 至 2023-12-31
中文摘要
我们之前在生物复合材料(BC)方面的工作导致了加工方面的重要发展,从而促进了对固有纤维特性、基质-纤维粘附性以及增强和断裂机制的作用的了解。这项工作导致了具有高延展性和韧性的BCS的开发,高纤维含量(高达70%)的注塑产品的制造,以及100%可再生材料的BCS设计。通过纤维改性、添加连续纤维和层压的混合BCS的设计,使BCS达到了与木材等结构材料相当的水平。拟议的研究计划旨在开发高性能BC材料,以提高对聚合物-纤维相互作用的了解,开发其耐久性和长期性能,并评估其新应用的潜力。该项目的长期目标是开发高性能的BCS。短期目标是:1)研究BCS的耐久性和长期性能;2)发展关于BCS特性开发、断裂机制和耐久性的基础知识;3)研究3D打印技术制造复杂形状BCS的潜力;4)生产透明BCS并评估其潜在的最终用途;5)使用新的建模方法根据纤维和聚合物的固有特性对BCS的特性进行建模;6)评估开发的BCS对环境的影响。复合材料的制造将采用两步法,即挤出颗粒或长丝,然后使用注塑、热固结和3D打印来制造副产品或测试样品。先进的表征工具包括X射线衍射、疲劳、蠕变、微观结构和表面化学分析、热稳定性、耐久性和老化。BC属性将使用统计和基本方法建模。从这项研究计划和之前的研究计划中产生的数据将被用于开发BC属性的预测模型。将通过评估开发的BCS的温室气体排放,并将其与以石油为基础的产品进行比较,以及对开发的BCS进行生命周期分析,来评估开发的BCS的环境影响和可持续性。该研究计划的副产品包括对纤维和聚合物之间的粘合机制、BCS中的增强和断裂机制及其长期行为的认识的进步和深化。技术副产品包括开发创新的表征工具,以了解纤维的内在特性对复合材料行为的影响,确定成型BCS的最佳条件,为各种领域的新结构和/或有利可图的应用开发新材料。
英文摘要
Our previous work on biocomposites (BC) has led to important developments in processing, thereby advancing knowledge on the role of intrinsic fibre properties, matrix-fibre adhesion, and reinforcement and rupture mechanisms. The work has led to the development of BCs with high ductility and tenacity, the manufacture of injected products with a high fibre content (up to 70%), and the design of BCs from 100% renewable materials. The design of hybrid BCs through fibre modification, the addition of continuous fibres, and lamination brought the BCs to a level comparable to that of structural materials such as wood. The proposed research program aims to develop high-performance BC materials with the perspective of advancing knowledge of polymer-fibre interactions, developing their durability and long-term properties, and assessing their potential for new applications. The long-term objective of the project is to develop high-performance BCs. The short-term objectives are: 1)To study the durability and long-term performance of BCs; 2)To develop fundamental knowledge on property development, rupture mechanisms, and durability of BCs; 3)To investigate the potential of 3D printing to manufacture BCs with complex shapes; 4)To produce transparent BCs and evaluate their potential end-use; 5)To model the properties of BCs based on the intrinsic characteristics of fibres and polymers using new modeling approaches; 6)To evaluate the environmental impact of the developed BCs. Composites will be manufactured using a two-step process, extrusion of pellets or filament followed by-products or test samples manufacturing using injection molding, thermo-consolidation, and 3D printing. Advanced characterization tools include X-Ray diffraction, fatigue, creep, microstructure and surface chemistry analysis, thermal stability, durability, and aging. BC properties will be modeled using statistical and fundamental approaches. Data generated from this and previous research programs will be used to develop prediction models of BC properties. The environmental impact and the sustainability of the developed BCs will be assessed by evaluating greenhouse gas emissions from the developed BCs and comparing them to petroleum-based products and by conducting life cycle analysis of the developed BCs. The spin-offs of the research program include the advancement and deepening of knowledge on the adhesion mechanism between fibres and polymers; the reinforcement and fracture mechanism in BCs and their long-term behavior. Technological spin-offs include the development of innovative characterization tools to understand the implications of the intrinsic properties of fibres on the behavior of composites, the determination of optimal conditions for the shaping of BCs, the development of new materials for new structural and/or lucrative applications in various fields.
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会议论文
Chaire de recherche du Canada sur la valorisation, la caractérisation et transformation du bois
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批准号:CRC-2020-00010
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项目类别:Canada Research Chairs
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资助金额:$14.57万
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财政年份:2022
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负责人:Koubaa, Ahmed
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依托单位:
High performance biocomposites
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批准号:RGPIN-2021-04358
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项目类别:Discovery Grants Program - Individual
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资助金额:$2.84万
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财政年份:2021
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负责人:Koubaa, Ahmed
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依托单位:
Chaire De Recherche Du Canada Sur La Valorisation, La Caractérisation Et Transformation Du Bois
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批准号:CRC-2020-00010
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项目类别:Canada Research Chairs
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资助金额:$14.57万
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财政年份:2021
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负责人:Koubaa, Ahmed
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依托单位:
Chaire de recherche du Canada sur la valorisation, la caractérisation et transformation du bois
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批准号:1000230018-2013
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项目类别:Canada Research Chairs
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资助金额:$14.57万
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财政年份:2020
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负责人:Koubaa, Ahmed
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依托单位:
Chaire de recherche du Canada sur la valorisation, la caractérisation et transformation du bois
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批准号:1000230018-2013
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项目类别:Canada Research Chairs
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资助金额:$14.57万
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财政年份:2019
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负责人:Koubaa, Ahmed
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依托单位:
Développement et caractérisation d'une nouvelle génération de composites bois-polymère
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批准号:RGPIN-2015-03732
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项目类别:Discovery Grants Program - Individual
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资助金额:$2.19万
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财政年份:2019
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负责人:Koubaa, Ahmed
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依托单位:
Alternatives de valorisation des surplus de copeaux de bois pour la production de bioproduits et de bioénergie
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批准号:494346-2016
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项目类别:Strategic Projects - Group
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资助金额:$11.73万
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财政年份:2018
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负责人:Koubaa, Ahmed
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依托单位:
Chaire de recherche du Canada sur la valorisation, la caractérisation et transformation du bois
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批准号:1000230018-2013
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项目类别:Canada Research Chairs
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资助金额:$14.57万
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财政年份:2018
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负责人:Koubaa, Ahmed
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依托单位:
Développement et caractérisation d'une nouvelle génération de composites bois-polymère
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批准号:RGPIN-2015-03732
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项目类别:Discovery Grants Program - Individual
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资助金额:$2.19万
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财政年份:2018
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负责人:Koubaa, Ahmed
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依托单位:
Alternatives de valorisation des surplus de copeaux de bois pour la production de bioproduits et de bioénergie
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批准号:494346-2016
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项目类别:Strategic Projects - Group
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资助金额:$15.95万
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财政年份:2017
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负责人:Koubaa, Ahmed
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依托单位:
Développement et caractérisation d'une nouvelle génération de composites bois-polymère
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批准号:RGPIN-2015-03732
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项目类别:Discovery Grants Program - Individual
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资助金额:$2.19万
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财政年份:2017
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负责人:Koubaa, Ahmed
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依托单位:
Chaire de recherche du Canada sur la valorisation, la caractérisation et transformation du bois
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批准号:1000230018-2013
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项目类别:Canada Research Chairs
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资助金额:$14.57万
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财政年份:2017
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负责人:Koubaa, Ahmed
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依托单位:
Développement et caractérisation d'une nouvelle génération de composites bois-polymère
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批准号:RGPIN-2015-03732
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项目类别:Discovery Grants Program - Individual
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资助金额:$2.19万
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财政年份:2016
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负责人:Koubaa, Ahmed
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依托单位:
Étude des paramètres du procédé d'injection de composites bois-polypropylène
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批准号:498005-2016
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项目类别:Engage Grants Program
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资助金额:$1.82万
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财政年份:2016
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负责人:Koubaa, Ahmed
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依托单位:
Chaire de recherche du Canada sur la valorisation, la caractérisation et transformation du bois
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批准号:1000230018-2013
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项目类别:Canada Research Chairs
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资助金额:$14.57万
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财政年份:2016
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负责人:Koubaa, Ahmed
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依托单位:
Potentiel des fibres de bois torréfiées pour la production de composites bois-polymère
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批准号:486790-2015
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项目类别:Engage Grants Program
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资助金额:$1.82万
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财政年份:2015
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负责人:Koubaa, Ahmed
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依托单位:
Chaire de recherche du Canada sur la valorisation, la caractérisation et transformation du bois
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批准号:1230018-2013
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项目类别:Canada Research Chairs
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资助金额:$14.57万
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财政年份:2015
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负责人:Koubaa, Ahmed
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依托单位:
Développement d'un projet de recherche sur l'incorporation des fibres de bois dans un procédé d'injection de polypropylène
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批准号:492729-2015
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项目类别:Interaction Grants Program
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资助金额:$0.24万
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财政年份:2015
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负责人:Koubaa, Ahmed
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依托单位:
Développement et caractérisation d'une nouvelle génération de composites bois-polymère
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批准号:RGPIN-2015-03732
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项目类别:Discovery Grants Program - Individual
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资助金额:$2.19万
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财政年份:2015
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负责人:Koubaa, Ahmed
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依托单位:
Chaire de recherche du Canada sur la valorisation, la caractérisation et transformation du bois
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批准号:1000230018-2013
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项目类别:Canada Research Chairs
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资助金额:$14.57万
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财政年份:2014
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负责人:Koubaa, Ahmed
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依托单位:
海外基金