Les fibres naturelles présentent de nombreux avantages :elles sont renouvelables, biodégradable et robuste. Ils sont plus économes en énergie à produire que les fibres de verre ou de carbone, sont plus légers et ont une meilleure acoustique. Leur inconvénient :ils absorbent l'eau très facilement. Cela altère leurs propriétés mécaniques. Les chercheurs de Fraunhofer ont collaboré avec leurs partenaires pour combiner un traitement spécial des fibres et une technologie de fil :ainsi, les fibres naturelles peuvent pleinement exploiter leurs avantages et être utilisées plus largement.

Le sujet de la transformation biologique est sur toutes les lèvres. Ce type de gestion se concentre sur l'utilisation durable des ressources biologiques telles que les plantes ou les micro-organismes. À l'avenir, il devrait réduire la dépendance aux combustibles fossiles tels que le pétrole, du charbon ou du gaz et aider à relever des défis majeurs tels que le changement climatique et la croissance démographique mondiale. La transformation biologique offre des options et des opportunités pour presque toutes les industries. L'un des domaines d'application des ressources biologiques est celui des matériaux, tels que les plastiques renforcés de fibres naturelles (NFRP). Leurs avantages les rendent intéressants comme alternative aux plastiques renforcés de fibre de verre et de carbone (GRP ou CFRP) :ils sont renouvelables, biodégradable et robuste, utiliser moins d'énergie pour être produit, sont plus légers et ont de meilleures propriétés acoustiques. L'inconvénient jusqu'à présent :ils absorbent l'eau très facilement, sont endommagés en conséquence et perdent leurs propriétés mécaniques par ailleurs positives.

Traitement des fibres et technologie du fil savamment combinés

L'Institut Fraunhofer pour la durabilité structurelle et la fiabilité des systèmes LBF à Darmstadt, L'Allemagne a maintenant résolu ce problème avec l'Institut de technologie textile (ITA) du RWTH Aachen dans l'étude exploratoire "Bastfix", qui est financé par le ministère fédéral allemand de l'éducation et de la recherche (BMBF). L'approche :Une combinaison intelligente de traitement spécial des fibres et de traitement du fil. "Un traitement de surface de fibres naturelles avec des couches déperlantes seules n'apporte aucun progrès", explique le Dr Roland Klein, chef de groupe conception d'interfaces dans la division plasturgie de la LBF. "L'eau continue ensuite à pénétrer dans la fibre naturelle via des bords coupés ou d'autres dommages." Pour cette raison, les scientifiques ont traité les fibres pour qu'elles soient hydrofuges à l'intérieur. Ils l'ont fait en produisant des polymères à l'intérieur des fibres naturelles. "D'abord, nous laissons les monomères du plastique pénétrer dans les cavités des fibres naturelles. La polymérisation a alors eu lieu directement à l'intérieur des fibres, " dit Klein en décrivant le cœur du nouveau traitement des fibres. L'utilisation de la méthode est particulièrement intéressante pour les composites de fibres thermoplastiques, puisque dans leur production, le polymère fondu est très visqueux, ne pénètre pas à l'intérieur et ne mouille les fibres que superficiellement. L'avantage des thermoplastiques :ils peuvent être déformés à volonté même après fabrication.

Dans leurs expériences, les chercheurs ont utilisé des fibres de lin sous forme de mèche, c'est-à-dire l'état avant la filature en fils et leur transformation ultérieure en surfaces textiles. Cela présente l'avantage que les fibres peuvent être complètement imbibées du monomère, car ils sont toujours présents individuellement. L'imprégnation complète peut ne pas être garantie sur le tissu ou le fil retors. C'est là qu'intervient le processus du fil de l'ITA. Dans le processus de filature d'emballage, les scientifiques d'Aix-la-Chapelle disposent les fibres naturelles en parallèle et enveloppent le noyau parallèle des fibres de lin avec un filament. L'avantage :Les fibres ne sont pas torsadées, ce qui leur donne une force accrue. « En combinant les deux processus, les propriétés physiques des fibres naturelles peuvent être pleinement exploitées. Ces deux développements élargissent considérablement le domaine d'application du NFRP, de sorte qu'ils peuvent également être utilisés à l'extérieur et dans des composants fortement sollicités, " dit Klein en décrivant la valeur ajoutée. Jusqu'à présent, Les NFRP sont principalement utilisés dans les voitures, comme pour le revêtement intérieur des portes.