Grant: Discovery Grants Program - Individual

L'obtention de matériaux composites de haute qualité repose sur l'uniformité du mélange et la compatibilité chimique entre les matrices polymériques et les renforts. Ce projet porte sur l'étude fondamentale et l'amélioration de ces deux paramètres clefs en utilisant des polymères thermoplastiques (PTP) ainsi que des fibres lignocellulosiques (FC). L'industrie et même le milieu de la recherche académique utilisent principalement des équipements de dosage volumétrique ou gravimétrique qui alimentent une extrudeuse à double vis. Malheureusement l'utilisation de FC amène plusieurs problématiques dans ce contexte d'extrusion : � L'obtention d'un mélange non uniforme parce que d'une part les FC ont tendance à s'agglomérer ou à coller aux parois ce qui rend difficile un dosage en continu uniforme à l'alimentation de l'extrudeuse. Et d'autre part le système mécanique de l'extrudeuse n'est pas assez efficace pour mélanger les FC dans la matrice. La non-uniformité du mélange affecte grandement la qualité finale du composite et de ces produits. � La formation de pores dans le composite à cause du taux d'humidité des FC. � La non-compatibilité des FC avec les polymères thermoplastiques résultante de leurs énergies de surface différentes. Il est possible de résoudre ces problème en effectuant en utilisant le mélange thermocinétique réactif qui permet des réactions chimiques de comptabilisation et de réticulation in situ lors du mélange.  Le principe de base du mélange thermocinétique est d'appliquer un mélange à très haute turbulence qui génèrera rapidement (moins d'une minute) la chaleur requise pour évaporer l'eau et fondre le polymère. Cette grande efficacité et le court séjour des composantes permettent de préserver les propriétés des FC tout en obtenant un mélange parfait. L'innovation de ce projet est de développer le mélange thermocinétique réactif (MTCR). Le très haut niveau de cisaillement et la montée de température extrêmement rapide permettront simultanément de sécher, de mélanger et de réaliser des réactions de comptabilisation ou de réticulation. Le tout en une seule étape de quelques minutes. Ce procédé de MTCR permettra d'obtenir des composites de qualité inégalée par rapport à ceux obtenus avec les équipements utilisés actuellement. Le projet dans sa globalité vise à développer : � De nouveaux matériaux composites biosourcés; � De nouveaux procédés de fabrication plus efficaces; � L'incorporation de ces nouveaux matériaux dans diverses applications (impression 3D, CNC, meuble, pavé, matériaux de construction, etc.). Cette subvention permettra de former la relève scientifique et une main-d'ouvre hautement qualifiée (5 stagiaire de 1er cycle, 2 maitrises et 2 doctorants) et placera le Canada à l'avant-garde dans le domaine des matériaux performants en valorisant ses ressources forestières et en développant la filière du recyclage des plastiques. Ce qui sera profitable au développement durable du Canada.