Model hybrid recycled carbon fiber composite

Composite hybride modèle de fibres de carbone recyclées

Florentin Berthet (1) , Sabrine Jlassi (1) , Gérard Bernhart (1)

1 ICA - Institut Clément Ader

L'homme au vélo solaire sur France 3

The recycling of organic composites reinforced with carbon fibers has been a research theme that has been pursued for several years [1,2,3]. In particular, it has been demonstrated that after a physico-chemical treatment called vapothermolysis, carried outin an environment of superheated steam [3], the properties of the recovered fibers were preserved [1,2]. Previous studies have also shown the importance of textile processes in the quality and properties of second-generation composites, especially for those based on mats [1,2].From carbon fibers (T700, T300, IM7) of length (50, 80 and 110mm), nonwoven mats were manufactured by carding. These non-woven mats were implemented by thermo-compression with PA6 films, to make composite plates PA6-T700-T300-IM7. The plates were cut into specimens in the machine output direction (MD) (direction of the roll) and in the transverse direction (CD). These specimens were mechanically tested in tension and bending.The results show anisotropy of tensile (and flexural) properties. This anisotropy has also been observed on the fibrous architecture of mat by implementing image analysis technique coupled to a Fourier transform orientation analysis. The results were compared to classical laminates theory. This analysis demonstrates that this composite breaks up when (or soon after) the pliesat +/-45 breaksby tensile matrix cracking.

Le recyclage des composites organiques renforcésde fibres de carbone est une thématique de recherche poursuivie depuis plusieurs années [1,2,3]. En particulier il a été a démontré qu’après un traitement physico-chimique dénommé vapothermolyse, effectué dans un environnement de vapeur d’eau surchauffée [3], les propriétés des fibres récupérées étaient conservées [1,2]. Les études précédentes ont également montré l’importance des procédés textiles dans la qualité et propriétés des composites de seconde génération, et notamment pour ceux à base de mats [1,2]. À partir de fibres de carbone (T700, T300, IM7) de longueur (50, 80 et 110mm), des mats non tissés ont été fabriqués par cardage. Ces mats non tissés ont été mis en œuvre par thermo-compression avec des films de PA6, pour réaliser des plaques composites PA6-T700-T300-IM7. Les plaques ont été découpL'homme au vélo solaire sur France 3ées en éprouvettes dans la direction sortie machine (MD) (direction du rouleau) et dans la direction transverse (CD). Ces éprouvettes ont été testées mécaniquement en traction et en flexion.Les résultats montrent une anisotropie des propriétés en traction (et de flexion). Cette anisotropie a également été observée sur l’architecture fibreuse du mat en mettant en œuvre la technique analyse d’image couplée à une analyse d’orientation partransformée de Fourier.Les résultats ont été comparés à la théorie classique des stratifiés. Cette analyse démontre que ce composite rompt lorsque les plis à +/-45 rompent par fissuration de la matrice en traction(ou peu après)

Mots clés: recycling; carbon fiber; Composit; steam thermolysis

Mots clés: fibre de carbone; composite; vapo-thermolyse; recyclage

Domaines: Matériaux et structures en mécanique [physics.class-ph]

Florentin Berthet, Sabrine Jlassi, Gérard Bernhart. Composite hybride modèle de fibres de carbone recyclées. JNC 21 : Journées Nationales sur les Composites 2019, École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM) - Bordeaux, Jul 2019, Bordeaux, Talence, France. 8 p. ⟨hal-02423977⟩