Development of solutions to flame retard PLA/flax fibers composites made from comingled textiles
Résumé
Natural fibers / thermoplastic comingled non-wovens (NW) are interesting semi-products for composite preparation due to the intimate mix of the two phases. However, their fireproofing using surface treatments is challenging as it must preserve the matrix and natural fibers thermal stability and properties to obtain a functional FR composite.
Two solutions were developed for PLA/flax NW based on the use of phytic acid (PA). One consists in a simple impregnation (NW-I) with this FR the second one in its covalent grafting on the natural fibers (NW-CG).
IR and NMR analyses proved that grafting only occurs on the flax fibers of NW-CG samples. SEM revealed the homogeneous treatment of NW with no detrimental effect on the fibers’ surface. Composites were successfully prepared from the treated NW. Reductions peak of heat release’s rate of about 30% were achieved but with a lower pick-up with the covalent grafting approach (4.9% versus 15.5%).
Les fibres naturelles et les non-tissés thermoplastiques mélangés sont des semi-produits intéressants pour la préparation des composites en raison du mélange intime des deux phases. Cependant, leur ignifugation à l'aide de traitements de surface est un défi car elle doit préserver la stabilité thermique et les propriétés de la matrice et des fibres naturelles afin d'obtenir un composite FR fonctionnel.
Deux solutions ont été développées pour le PLA/flax NW basé sur l'utilisation de l'acide phytique (PA). L'une consiste en une simple imprégnation (NW-I) avec cet acide phytique et l'autre en son greffage covalent sur les fibres naturelles (NW-CG).
Les analyses IR et RMN ont prouvé que le greffage ne se produit que sur les fibres de lin des échantillons NW-CG. Le MEB a révélé un traitement homogène des NW sans effet néfaste sur la surface des fibres. Les composites ont été préparés avec succès à partir des fibres de lin traitées. Des réductions du taux de dégagement de chaleur d'environ 30 % ont été obtenues, mais avec un taux d'emport plus faible avec l'approche du greffage covalent (4,9 % contre 15,5 %).