Valorisation des matériaux composites d’origine naturelle

Abstract

Ce travail est basé sur une investigation expérimentale pour développer des matériaux composites renouvelables, biodégradables et sans danger pour l'environnement. Les fibres utilisées dans ce travail sont extraites de la plante Ampelodesma Mauritanica, qui est une plante sauvage produite en abondance dans les régions méditerranéennes. A travers ce travail, nous présenterons un aperçu des fibres de Diss, sur le développement de composés utilisant différentes matrices d'amidon renforcées avec des fibres de Diss et l'évaluation de leur comportement mécanique au moyen d'essais Charpy pour déterminer les échantillons d'essai standard afin d'estimer les paramètres de Weibull appropriés pour le composé en utilisant des méthodes statistiques basées sur la distribution de Weibull. Les résultats montent que le bio-composite amidon/Diss à 40 % Glycérine et 5 % renfort fibreux (SG40/RF5) avait de meilleurs propriétés par rapport au reste du bio-composite et le module d'énergie au choc Charpy était d'environ 31,25 (KJ/m2), soit 2,1 fois plus élevé que celui obtenu mesuré à partir de la matrice SG40 (40 % glycérine), et 1,3 fois plus élevé que ceux enrichis avec 10 % de fibres SG40/RF10 (40 % renforcement glycérine 10 % fibres). L'étude statistique a confirmé les résultats obtenus, en particulier Weibull a trois paramètres. D'après l'optimisation par l'algorithme génétique, les valeurs étaient les suivantes : 46,9 % glycérine et 5,312 % de renfort de Diss avec un coefficient de détermination R2 =0.89.

يعتمد هذا العمل على دراسة استقصائية لتطوير مواد مركبة حيوية قابلة للتجديد وقابلة للتحلل الحيوي وآمنة بيئيًا. يتم استخراج الألياف المستخدمة في هذا العمل من نبات (Ampelodesma Mauritanica) ، وهو نبات بري يتم إنتاجه بكثرة في مناطق البحر الأبيض المتوسط. من خلال هذا العمل، تم تقديم لمحة عامة عن ألياف الديس، وتطوير المركب الحيوي باستخدام مصفوفة نشا مختلفة معززة بألياف الديس، وتقييم سلوكها الميكانيكي باستخدام اختبارات شاربي لتحديد عينات الاختبار القياسية لتقدير معلمات ويبل المناسبة للمركب باستخدام الطرق الإحصائية على أساس توزيع ويبل. النتائج التي تم الحصول عليها، وجدت أن المركب الحيوي النشا/ الديس (الجلسرين 40% والمقواة 5% ألياف) كان له نتائج أفضل مقارنة بباقي المركب الحيوي، كان معامل طاقة تأثير شاربي حوالي 31.25 ( KJ / m2) ، وهو أعلى بمقدار 2.1 مرة من ذلك الذي تم قياسه من مصفوفة 40% جلسرين، وأعلى 1.3 مرة من تلك المعززة بـ بنسبة 10% ألياف ، و أكدت الدراسة الإحصائية النتائج التي تم الحصول عليها وخاصة توزيع ويبل الذي يحتوي على ثلاث معاملات. وفقًا للتحسين بواسطة الخوارزمية الجينية ، كانت القيم كالتالي: 46.9٪ جلسرين و 5.312٪ تقوية بالديس بمعامل تحديد R2 =0.89.

This work is based on an investigation study to develop bio-composite materials that are renewable, Bio-degradable, and environmentally safe. The fibers used in this work are extracted from the plant Ampelodesma Mauritanica, It is a wild plant that is produced in abundance in the Mediterranean regions. Through this work, an overview of Diss fibers was provided, developing bio-composite using different starch matrix reinforced by Diss fibers, and evaluate their mechanical behavior using Charpy-tests to determine standard test specimens to estimate Weibull parameters suitable for the composite using statistical methods based on Weibull distribution. The obtained results, it was found that the bio-composite starch/Diss 40% Glycerol and 5% fiber reinforcement (SG40/RF5) had better results compared to the rest of the bio-composite, The Charpy impact energy modulus was about 31.25 (KJ/m2), which is 2.1 times higher than that achieved Measured from SG40 matrix (40% glycerol), and 1.3 times higher than those fortified with 10% fiber SG40/RF10 (40% glycerol reinforcement 10% fiber), and the statistical study confirmed the distribution of the results obtained, especially Weibull, which has three parameters. According to the optimization by the genetic algorithm, the values were the following: 46.9% glycerin and 5.312% reinforcement of Diss with a coefficient of determination R2 =0.89.