Improvement of the Weavability of Natural-Fiber Reinforcement for Composite Materials Manufacture

Abstract

Natural fibers are an alternative to man-made fibers for the manufacturing of preforms intended for composite applications. Some of the textile manufacturing processes, such as spinning technology, are not suitable for the production of optimized preforms for composite materials. Those preforms are made of yarns, whose features (twisting in particular) lead to difficulties during impregnation step and to fiber disorientation when compared to the yarn axis. The purpose of this study is to produce woven preforms from flax and hemp rovings, instead of yarns. Rovings, which have a low twist level, are not suitable for weaving technology. An improvement of their mechanical properties with chemical treatment is suggested, and its influence on the feasibility of the weaving process and on the textile and mechanical properties of different scales (fiber, roving, preform and composite scales) is studied. The chemical treatment used leads to an improvement of the roving tenacity and the weavabilty without damaging fibers and composite properties. RÉSUMÉ : Les fibres naturelles repré sentent une alternative aux fibres synthé tiques dans la ré alisation de pré formes pour maté riaux composites. Certains procé dé s de transformation textile, notamment la filature, ne permettent pas l'obtention de préformes optimisées pour les maté riaux composites. Les caracté ristiques des fils constituants ces derniè res, et en particulier leur niveau de torsion, conduisent à des difficultés lors de l'imprégnation du renfort par le polymère et également à des défauts d'orientation des fibres par rapport à l'axe des fils et donc des directions principales du matériau. L'objectif de ce travail est d'élaborer des préformes tissées à l'aide de mèches de lin et de chanvre. Ces mèches présentent un faible taux de torsion comparativement aux fils. En l'état, et du fait de leur faible té nacité , elles ne sont né anmoins pas adapté es à la technologie de tissage. Une amé lioration de leurs proprié té s mé caniques par un traitement chimique est proposé e. Son influence sur la tissabilité et sur les proprié té s textiles et mé caniques aux diffé rentes é chelles fibre, mè che, pré forme et composite est é tudié e. Les ré sultats montrent que le traitement chimique permet alors d'augmenter la ténacité des mè ches et leur tissabilité sans dé grader les proprié té s des fibres et des composites.

Elaboration by Wrapping Process and Multiscale Characterisation of Thermoplastic Bio-Composite Based on Hemp/PA11 Constituents

“…Thus, even if the hybrid yarn did not reach the required tenacity for weaving, which is 15 cN/Tex, it can be woven because adding PA11 during the wrapping process increases the inter-fibre cohesion and protects them from damage during the weaving process. Weaveability of natural fibre reinforcement can be also improved by other methods, as described in [8,40,41].…”

The Usage of Natural Fibers for Automotive Applications

“…In literature, there are many studies that focus to improve those drawbacks of natural fibers for more common utilization. [5][6][7][8] In the present study, the recent studies on applications of natural fiber-reinforced composites for automotive are reviewed.…”