The use of flax shives as reinforcement in biocomposites (original) (raw)
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The present study aims at the determination of the effects of textiles parameters of flax reinforced quasi-unidirectional fabrics on the mechanical properties of composites impregnated with epoxy matrix. The characterization tests shown that the decrease of the twist angle of threads improves significantly the quasi-static mechanical performances. The increase in threads count has low impact on the tensile modulus. However, it affects the plies stacking pattern and increases the flexural modulus when the yarns are opposite. Measurements of vibrational damping behaviour of these materials have been performed by impact hammer equipped with a special bench to control the transferred force to the tested structure. Damping of different composites has been characterized, though measured transfer functions showed a non linear behaviour dependent on the excitation force.
2023
Dans cette étude, des fibres de lin continues sont associées à des fibres courtes par un procédé de fabrication inspiré de l'industrie papetière. L'ajout des fibres courtes permet de maintenir l'alignement des fibres continues dans les plis unidirectionnels (UD). Les composites lin/époxy sont constitués de 8 plis de renfort mixte UD-mat de lin, avec deux séquences d'empilement : unidirectionnelle [0]8 ou croisée [0/90]2S. Des essais d'impact par masse tombante sont réalisés pour quatre niveaux d'énergie : 3, 5, 8 et 11J avec un impacteur hémisphérique. Des tests de fatigue (traction-traction) sont effectués à une fréquence de 5Hz avec un rapport de charge de R=0,1 pour trois niveaux de contrainte appliquée. Les résultats obtenus sont corrélés aux endommagements observés par microtomographie et par MEB, permettant ainsi une meilleure compréhension du comportement dynamique de ces matériaux.
Valorisation d'anas de lin comme renforts de biocomposites
21ème Journées Nationales sur les Composites, 2019
Les anas, principaux co-produits de l'industrie du teillage de lin, sont une ressource disponible, à très faible valeur ajoutée et peu exploitée dans le domaine des biocomposites. Leur potentiel de renfort d'un composite de polypropylène injecté est étudié ici. Une première étape nécessaire de broyage (à boulet pour l'échantillon nommé anas 50 et à couteaux avec des grilles de 250 et 500 µm pour les échantillons anas 250 et 500 respectivement) a été suivie d'une analyse morphologique. La composition biochimique des renforts en monosaccharides et en lignines n'évolue pas avec la méthode de broyage, mais l'indice de cristallinité chute progressivement de 50 % entre les anas bruts et les anas 50. Des biocomposites en polypropylène injectés avec 30% en masse des différents lots d'anas ont été réalisés, et suite à une analyse morphologique (longueur, rapport d'aspect) après mise en oeuvre, leurs propriétés mécaniques en traction ont été comparées à celles obtenues avec des matériaux renforcés par des fibres de lin et de la farine de bois. L'incorporation d'anas apporte une augmentation de la rigidité de 22.7 à 32.7 GPa pour les anas 50 et 500, ces derniers permettant d'atteindre 90% du module des composites renforcés par des fibres de lin.
Hygroscopic and Mechanical Properties of Hemp Fibre Reinforced Biocomposites
Revue des composites et des matériaux avancés, 2019
Mainly used for the paper industry, hemp fibres present a high potential for valorisation in new industrial of semi-structural or structural composites material applications. To reach certain markets, it is inevitable to certify their behaviour and durability in humid environment which is currently lacking in the literature. This article provides a better insight into the moisture sorption, on a wide range of relative humidity (HR), from 9 % to 98 %, and its effect on the evolution of the tensile behaviour and performances of hemp/epoxy unidirectional biocomposites. Tensile behaviour is significantly modified by moisture content with nonlinear behaviour becoming more evidenced. Increase of moisture leads to an exponential decay of tensile modulus but a non-monotonic evolution through an optimum of tensile stress and strain at break. Complex compressive hygroscopic stress state at the fibre/matrix interface is hypothesised so that load transfer is kept until a moisture content threshold is reached and moisture induced degradation triggered. RÉSUMÉ : Principalement utilisées dans l'industrie papetiè re, les fibres de chanvre pré sentent un fort potentiel de valorisation dans de nouvelles applications industrielles de maté riaux composites semi-structuraux ou structuraux. Pour atteindre certains marché s, il est iné vitable de valider leur comportement et leur durabilité en milieu humide, domaine encore lacunaire dans la litté rature. Cet article donne un meilleur aperç u de teneur en eau sur une large gamme d'humidité relative (HR), de 9 % à 98 % et de son effet sur l'évolution des performances des biocomposites unidirectionnels chanvre/é poxy. Le comportement en traction est considé rablement modifié par la teneur en eau, le comportement non liné aire devenant de plus en plus marqué. L'élévation de l'humidité entraine une diminution exponentielle du module de traction et une é volution non monotone des contraintes et dé formations maximales, de par la présence d'un optimum. Un état de contrainte de compression hygroscopique à l'interface fibre/matrice est supposé de faç on à ce que le transfert de charge soit conservé jusqu'à ce qu'un seuil de teneur en eau soit atteint et que des dégradations induites par l'humidité apparaissent.
2014
Dans le contexte actuel marque par une grande emergence des questions environnementales, de l’economie circulaire et du developpement durable, la mise au point d’eco-materiaux represente un enjeu majeur qui offre une alternative aux plastiques recycles en fin de cycles de vie.L’objectif de ce travail est de contribuer au developpement de deux eco-materiaux a partir des biomasses vegetales cultivables non alimentaires disponibles, associees a des polymeres synthetiques recycles en fin de cycles de vie.Il s’agit d’une part, de developper un materiau biosource constitue de polystyrene recycle, renforce de coques de cotonnier. Ce materiau devra etre susceptible de se substituer au polystyrene dans des domaines d’applications diverses telles que la fabrication de pieces d’isolation thermique, d’habillage interieur de voitures, des coques de portables cellulaires, d’ordinateurs, de photocopieurs et d’emballages divers.D’autre part, de developper des panneaux de particules en bois de tiges...
arXiv: Classical Physics, 2019
This work is based on the study of the behaviour of flax fibres twill reinforced epoxy composites. The aim of the study is to determine the modulus of elasticity, Poisson coefficients and strength of these composites materials with image correlation. The specimens used in this work were manufactured by the infusion vacuum process and after subjected to quasi-static tensile tests. Two numeric cameras were disposed perpendicular to the front and to the side of the specimen so as to achieve a sequence of visible digital pictures during the test. The recorded pictures were analysed with the image correlation software 7D in order to calculate ad hoc measurements of displacements and strain fields. To check the validity of the results, measurements were compared to those obtained by classical extensometry. We found that, despite the low levels of strains, results of identifications from optical extensometry were very promising.
Comportement à l'impact et en fatigue de biocomposites à renforts mixtes UD et mat lin/époxy
2023
Dans cette étude, des fibres de lin continues sont associées à des fibres courtes par un procédé de fabrication inspiré de l'industrie papetière. L'ajout des fibres courtes permet de maintenir l'alignement des fibres continues dans les plis unidirectionnels (UD). Les composites lin/époxy sont constitués de 8 plis de renfort mixte UD-mat de lin, avec deux séquences d'empilement : unidirectionnelle [0]8 ou croisée [0/90]2S. Des essais d'impact par masse tombante sont réalisés pour quatre niveaux d'énergie : 3, 5, 8 et 11J avec un impacteur hémisphérique. Des tests de fatigue (traction-traction) sont effectués à une fréquence de 5Hz avec un rapport de charge de R=0,1 pour trois niveaux de contrainte appliquée. Les résultats obtenus sont corrélés aux endommagements observés par microtomographie et par MEB, permettant ainsi une meilleure compréhension du comportement dynamique de ces matériaux.