Grant: Discovery Grants Program - Individual

Les composites à base de bois sont fabriqués à partir de bois sous différentes formes, une ou des matrices thermoplastiques ou thermodurcissables et une variété d?agents de remplissage et d?additifs. Les travaux de recherche ont conduit à des avancements importants au niveau de développement de panneaux structuraux et non structuraux. On doit ces développements aux percées technologiques au niveau des procédés de fabrication, du développement des adhésifs, des polymères, des agents de compatibilité, des additifs, etc. Malgré les développements technologiques et l?avancement des connaissances concernant le rôle des propriétés intrinsèques des fibres, de l?adhésion matrice-fibres et des mécanismes de rupture, l?utilisation des composites bois-polymère (CBP) reste limitée à des applications non-structurales, généralement peu lucratives ou à faible volume. Dans notre programmation de recherche précédente, nous avons élucidé le rôle des caractéristiques intrinsèques des fibres dans le procédé de formation et le développement des propriétés des CBP. Nous avons amélioré les performances mécaniques des composites en utilisant différentes approches dont l?utilisation de deux matrices dans le composite. La programmation de recherche proposée vise en premier lieu à explorer de nouvelles pistes pour développer une nouvelle génération de CBP. En deuxième lieu, nous visons à caractériser les propriétés des CBP avec des outils de caractérisation avancée dans des perspectives d?avancement des connaissances concernant les interactions polymères-fibres, le développement des propriétés des composites et l?évaluation de leur potentiel pour de nouvelles applications. ? plus long terme, le projet vise à développer des connaissances sur les interactions fibres polymères et à développer des CBP avec des performances supérieures. Les approches que nous examinerons incluent le développement de composites hybrides en utilisant une deuxième fibre de renfort, l?application de revêtements rigides à la surface des composites tel les placages de bois, l?évaluation du potentiel d?autres matrices durcissables et le renforcement des CBP par des nanoparticules. Ces approches seront comparées aux approches conventionnelles qui consistent à modifier la chimie de surface et l?état de surface des fibres pour favoriser l?adhésion entre les fibres et les matrices ou par l?utilisation d?agents de couplage. Ces approches représentent plusieurs défis à la fois techniques et scientifiques. Sur le plan technique, pour l?une ou l?autre des approches, les paramètres de procédé restent à valider et à optimiser. Au niveau scientifique, les défis sont nombreux dont la compréhension des interactions entre les fibres et les matrices, des mécanismes de rupture et le comportement à long terme des composites. Les composites seront mises en forme selon un procédé en deux étapes : la fabrication des granules par extrusion suivi par la mise en forme des produits finis selon différents procédés. Les outils de caractérisation avancée qui seront utilisés incluent la cristallinité, les propriétés diélectriques, la fatigue et le fluage, la microstructure et la chimie de surface. Les retombées du programme proposé incluent l?approfondissement des connaissances sur le mécanisme d?adhésion entre fibres et polymères; le mécanisme de rupture dans les CBP; et le comportement à long terme des composites. Sur le plan technologique, les retombées incluent: le développement d?outils de caractérisation novateurs pour comprendre les implications des propriétés intrinsèques des fibres sur le comportement des composites; détermination des conditions optimales de la mise en forme des CBP; le développement de nouveaux matériaux pour des applications structurales et/ou lucratives.