Comparing flax fibre/biopolymer woven composites with carbon fibre-enhanced, partially green alternatives: Mechanical performance versus sustainability
Notice bibliographique
Résumé
Natural fibre/biopolymer matrix, known as green/fully sustainable, composites are emerging as alternatives to non-sustainable or partially sustainable composites, while ideally targeting similar material properties. This study first characterizes and compares thermo-mechanical performance of novel green composites made of Flax Fibre (FF) reinforced in thermosetting bioresin options, fabricated via two different manufacturing techniques. Namely, flax fibre-reinforced bioepoxy (Bioepoxy/35%FF) woven biocomposite was fabricated via vacuum infusion, while FF-reinforced (bio)Polyfurfuryl Alcohol (PFA) woven prepreg was consolidated through vacuum bagging (PFA/45%FF) as the second option. Additionally, for design comparisons, Carbon Fibre (CF)-PFA (PFA/60%CF), as well as hybrid FF-CF-based PFA (PFA/45%FF-15%CF) samples were fabricated to understand the performance difference between the green composite options versus the latter partially sustainable or hybrid design alternatives. Results demonstrated that, despite their required different manufacturing techniques, Bioepoxy/35%FF and PFA/60%FF provided very comparable density, tensile strength, and impact properties. Both biocomposites outperformed the CF-added designs under damping property (by 150%) at low frequency and specific energy absorption property (by 37%), thanks to the unique micro-architecture of flax fibre that enhances deformation energy dissipation through inter- and intra-cell walls friction and internal failure mechanisms. However, incorporating 15% of CF into PFA/FF (i.e. hybrid PFA/45%FF-15%CF) increased the tensile strength by 130% and the tensile modulus by 90%, while keeping a similar impact energy absorption as the fully flax-based biocomposite options. The fully CF-based PFA (as a least sustainable option among the tested samples) revealed the highest tensile properties, hardness, and thermal stability, clearly highlighting the necessity for formal trade-off analyses during design.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».