[article]
| Titre : |
Effect of stacking sequence and thickness variation on the thermo-mechanical properties of flax-kenaf laminated biocomposites and prediction of the optimal configuration using a decision-making framework |
| Type de document : |
texte imprimé |
| Auteurs : |
Santosh Kumar, Auteur ; Sumit Bhowmick, Auteur ; Divya Zindani, Auteur |
| Année de publication : |
2023 |
| Article en page(s) : |
p. 404-423 |
| Note générale : |
Bibliogr. |
| Langues : |
Anglais (eng) |
| Catégories : |
Composites à fibres végétales
Composites à fibres végétales -- Propriétés mécaniques
Epoxydes
Interfaces (Sciences physiques)
kénaf et constituantsLe Kenaf (Hibiscus Cannabinus L. et Hibiscus Sabdarifa L.), aussi appelé chanvre de Deccan, est une plante annuelle de la famille des Malvaceae.
Le kenaf est apparenté au jute. Ces tiges épineuses d'1 à 2 cm de diamètre sont souvent, mais pas toujours ramifiée. Les feuilles de 10 à 15 cm de longueur sont de forme variable, celles de la base sont lobées et celles du sommet lancéolées. Les fleurs de 8 à 15 cm de diamètre sont blanches, jaunes ou pourpres. Le fruit est un capsule contenant plusieurs graines.
Lin et constituantsLe lin cultivé (Linum usitatissimum) est une plante annuelle de la famille des Linaceae cultivée principalement pour ses fibres, mais aussi pour ses graines oléagineuses. Les fibres du lin permettent de faire des cordes, du tissu (lin textile pour ses qualités anallergiques, isolantes et thermorégulateurs), ou plus récemment des charges isolantes pour des matériaux de construction. Les graines sont utilisées pour produire de l'huile de lin pour l'industrie de l'encre et de la peinture, pour la consommation humaine et animale, à cause de sa richesse en oméga 3.
Le lin est une des rares fibres textiles végétales européennes. Elle a comme caractéristiques la légereté, la rigidité et la résistance et comme particularité d'être une fibre longue (plusieurs dizaines de centimètres), par rapport aux fibres courtes (coton, chanvre) ou moyennes (laine).
Stratifiés -- Propriétés mécaniques
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| Index. décimale : |
668.4 Plastiques, vinyles |
| Résumé : |
The use of naturally derived eco-friendly biocomposites became more popular due to growing environmental concerns and hunt for sustainable materials. Biocomposites can reduce the residual waste and carbon emission to the environment during their lifecycle. The present study aims to develop biocomposites by reinforcing flax fiber (F) and kenaf fiber (K) laminates with bio-epoxy matrix at four different arrangements (FFF, FKF, KFK, and KKK). The biocomposite samples were fabricated with three laminated thicknesses (3 mm, 4 mm and 5 mm) and the thermo-mechanical performance was investigated. The results showed that FFF biocomposites recorded higher tensile, flexural, and interfacial properties with lower density and absorption of water compared to KKK biocomposites due to higher cylindrical lumen diameter of flax laminates. The hybridization of flax with kenaf fiber at different stacking sequences provided greater strength, modulus, toughness, stiffness, thermal stability and degradation behaviour due to greater interfacial interaction between laminated fiber and bio-epoxy. The FKF biocomposites showed maximum impact strength (52.96 kJ/m2), tensile strength (110.21 MPa), and compressive strength (139.64 MPa) at 5 mm laminated thickness while, flexural (158.67 MPa) and shear strength (39.45 MPa) were maximum at 4 mm thickness with the highest degradation temperature (336 °C). The optimal biocomposite configuration has been identified through employability of a novel decision-making framework encompassing interval-valued intuitionistic fuzzy sets, TOmada de DecisaoInterativaMulticriterio (TODIM) and Schweizer–Sklar operations. The inclusive evaluation with regard to the applied framework has revealed that FKF and KFK biocomposites with 4 mm thickness (Lam5 and Lam8) configuration to have the optimal configuration. On the other hand, Lam 10, i.e., KKK_3 mm turned out to be inferior to all the considered biocomposite configurations. |
| Note de contenu : |
- MATERIALS AND METHODS : Materials processing - Biocomposite fabrication - Experimental testing of laminated biocomposites - The proposed decision support system
- RESULTS AND DISCUSSION : Mechanical properties - Interfacial properties - Physical properties - Thermal degradation and stability - Surface morphology
- APPLICABILITY OF THE PROPOSED DECISION-SUPPORT SYSTEM
- Table 1 : Properties and chemical composition of raw materials
- Table 2 : Properties and chemical composition of raw materials
- Table 3 : Nomenclature of considered laminated biocomposites with evaluation scores from expert 1
- Table 4 : Conversion scale from linguistic IVIFNs
- Table 5 : Aggregated matrix obtained using Schweizer–Sklar fuzzy TODIM metho
- Table 6 : Importance weights and relative importance weights of the different performance metric |
| DOI : |
https://doi.org/10.1515/ipp-2023-4341 |
| En ligne : |
https://drive.google.com/file/d/15uqmEgc5Yf1chsFcmp4zMBIFsPQ0-xXo/view?usp=drive [...] |
| Format de la ressource électronique : |
Pdf |
| Permalink : |
https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=39702 |
in INTERNATIONAL POLYMER PROCESSING > Vol. 38, N° 3 (2023) . - p. 404-423
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Effect of stacking sequence and thickness variation on the thermo-mechanical properties of flax-kenaf laminated biocomposites and prediction of the optimal configuration using a decision-making framework in INTERNATIONAL POLYMER PROCESSING, Vol. 38, N° 3 (2023)
