Microstructure investigation of recycled polyamide woven fabric-based composite towards full-field multiscale simulation
Investigation de la microstructure d’un composite polyamide recyclé à base de renforts tissés en vue d’une simulation multi-échelle en champs complets
Résumé
Fiber-reinforced thermoplastic polymer composites are becoming more popular due to their lightweight properties and excellent mechanical performance. However, concerns have been raised about their environmental impact and recycling routes. Mechanical recycling using the melting properties of thermoplastic polymers is an effective method of increasing the value of recycled composites. This research aims to investigate the relationship between the microstructure of these materials and their mechanical properties. The studied material was made of a polyamide 6 matrix reinforced with glass fibers, and a microstructural investigation using both destructive and non-destructive techniques revealed a complex hierarchical fiber structure. This structure causes variability in the mechanical performance, hindering the large-scale commercialization of these materials. Therefore, predictive models for the mechanical response of these materials are important for fast design optimization. A multi-scale predictive model was proposed based on microstructural investigation and validated on experimental data from a recycled PA6/Glass fiber composite. This approach can be used for other recycled materials, and it can help develop eco-friendly recycling strategies for these materials.
Les composites à base de polymères thermoplastiques renforcés de fibres sont de plus en plus utilisés dans l’industrie du transport pour leurs excellentes performances mécaniques. Toutefois, leur impact sur l’environnement et les voies de recyclage soulèvent des inquiétudes. Le recyclage mécanique utilisant les propriétés de fusion des polymères thermoplastiques est une méthode efficace pour augmenter la valeur des composites recyclés. Ce travail vise à étudier la relation entre la microstructure de ces matériaux et leurs propriétés mécaniques. Le matériau étudié est constitué d’une matrice en polyamide 6 renforcée par des fibres de verre. Une étude microstructurale utilisant à la fois des techniques destructives et non destructives a révélé une structure hiérarchique complexe des fibres. Cette structure entraîne une variabilité des performances mécaniques, ce qui entrave la commercialisation à grande échelle de ces matériaux. Par conséquent, les modèles prédictifs de la réponse mécanique de ces matériaux sont importants pour une optimisation rapide de la conception. Un modèle multi-échelle a été proposé sur la base d’une étude microstructurale et validé sur des données expérimentales d’un composite PA6/fibres de verre recyclé. Cette approche peut être utilisée pour d’autres matériaux recyclés et peut aider à développer des stratégies de recyclage respectueuses de l’environnement pour ces matériaux.
Origine :
Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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