Study of Interfacial Properties of Recycled Fibers through Single Fiber Fragmentation Test

In the next few years, the request of CFRP and GFRP composites will grow in a lot of industrial fields, such as space and aeronautical applications, automotive and energy production. Consequently, the End-of-Life products and composites wastes will also increase. The recycling of composites will play an important role, reducing the cost of the material and minimizing waste. The load transfer mechanism at the fiber/matrix interface represents a crucial factor in determining the possibility to use recycled fibers as reinforcement in new applications. To characterize and compare the interface properties of recycled fibers with those of virgin fibers, single fiber fragmentation tests were conducted on both types of fibers. Single fiber fragmentation tests were performed on epoxy dog-bone specimens containing a single embedded fiber. The fragmentation process, induced by applying tensile load, allows for determining the shear stress at the fiber/matrix interface. The results indicate that the performances of recycled fibers are very similar to those of virgin fibers.

Nei prossimi anni, la domanda di compositi in fibra di carbonio e in fibra di vetro crescerà in molti settori, come le applicazioni spaziali e aeronautiche, l'automotive e la produzione di energia. Di conseguenza, aumenteranno anche i prodotti a fine vita e i rifiuti di compositi. Il riciclo dei compositi assumerà un ruolo importante, abbassando il prezzo del materiale e riducendo i rifiuti. Il meccanismo di trasferimento del carico all'interfaccia tra fibra e matrice rappresenta un fattore cruciale nel determinare l'idoneità delle fibre riciclate ad essere utilizzate come rinforzo in applicazioni secondarie. Per caratterizzare e confrontare le proprietà meccaniche delle fibre riciclate con quelle delle fibre vergini, sono stati condotti test di frammentazione di singole fibre su entrambi i tipi di fibre. I test di frammentazione di singole fibre sono stati eseguiti su provini a forma di osso di cane in epossidica contenenti una singola fibra incorporata. Il processo di frammentazione, indotto dall'applicazione di un carico di trazione, consente di determinare lo sforzo di taglio all'interfaccia tra fibra e matrice. I risultati indicano che le prestazioni delle fibre riciclate sono molto simili a quelle delle fibre vergini.