Pred niekoľkými dňami profesor University of Washington Aniruddh Vashisth publikoval článok v medzinárodnom autoritatívnom časopise Carbon, v ktorom tvrdil, že úspešne vyvinul nový typ kompozitného materiálu z uhlíkových vlákien.Na rozdiel od tradičných CFRP, ktoré sa po poškodení nedajú opraviť, je možné nové materiály opravovať opakovane.
Pri zachovaní mechanických vlastností tradičných materiálov pridáva nový CFRP novú výhodu, to znamená, že ho možno opakovane opravovať pôsobením tepla.Teplo môže opraviť akékoľvek únavové poškodenie materiálu a môže byť tiež použité na rozklad materiálu, keď je potrebné ho na konci servisného cyklu recyklovať.Keďže tradičné CFRP nie je možné recyklovať, je dôležité vyvinúť nový materiál, ktorý možno recyklovať alebo opraviť pomocou tepelnej energie alebo rádiofrekvenčného ohrevu.
Profesor Vashisth povedal, že zdroj tepla môže na neurčito oddialiť proces starnutia nového CFRP.Prísne vzaté, tento materiál by sa mal nazývať Carbon Fiber Reinforced Vitrimers (vCFRP, Carbon Fiber Reinforced Vitrimers).Sklenený polymér (Vitrimers) je nový typ polymérneho materiálu, ktorý kombinuje výhody termoplastických a termosetových plastov vynájdených francúzskym vedcom profesorom Ludwikom Leiblerom v roku 2011. Materiál Vitrimers využíva mechanizmus dynamickej výmeny väzieb, ktorý dokáže vykonávať reverzibilnú výmenu chemických väzieb dynamickým spôsobom. pri zahriatí a súčasne zachovať zosieťovanú štruktúru ako celok, takže termosetové polyméry sa môžu samoliečiť a znovu spracovať ako termoplastické polyméry.
Na rozdiel od toho, bežne označované ako kompozitné materiály z uhlíkových vlákien sú kompozitné materiály živicovej matrice vystužené uhlíkovými vláknami (CFRP), ktoré možno rozdeliť na dva typy: termoset alebo termoplast podľa odlišnej štruktúry živice.Termosetové kompozitné materiály zvyčajne obsahujú epoxidovú živicu, ktorej chemické väzby dokážu materiál trvalo spevniť do jedného telesa.Termoplastické kompozity obsahujú relatívne mäkké termoplastické živice, ktoré sa dajú roztaviť a opätovne spracovať, čo však nevyhnutne ovplyvní pevnosť a tuhosť materiálu.
Chemické väzby vo vCFRP možno spájať, odpájať a znovu spájať, aby sa získala „stredná zem“ medzi termosetovými a termoplastickými materiálmi.Vedci projektu sa domnievajú, že Vitrimers sa môže stať náhradou za termosetové živice a zabrániť hromadeniu termosetových kompozitov na skládkach.Výskumníci veria, že vCFRP sa stane hlavným posunom od tradičných materiálov k dynamickým materiálom a bude mať sériu vplyvov z hľadiska nákladov na celý životný cyklus, spoľahlivosti, bezpečnosti a údržby.
V súčasnosti sú lopatky veterných turbín jednou z oblastí, kde je veľké využitie CFRP, a obnova lopatiek bola v tejto oblasti vždy problémom.Po uplynutí doby prevádzky boli tisíce vyradených čepelí vyradené na skládku vo forme skládky, čo spôsobilo obrovský zásah do životného prostredia.
Ak je možné použiť vCFRP na výrobu čepele, možno ho recyklovať a znovu použiť jednoduchým zahriatím.Aj keď sa upravená čepeľ nedá opraviť a znovu použiť, aspoň sa môže teplom rozložiť.Nový materiál transformuje lineárny životný cyklus termosetových kompozitov na cyklický životný cyklus, ktorý bude veľkým krokom k trvalo udržateľnému rozvoju.
Ak je možné použiť vCFRP na výrobu čepele, možno ho recyklovať a znovu použiť jednoduchým zahriatím.Aj keď sa upravená čepeľ nedá opraviť a znovu použiť, aspoň sa môže teplom rozložiť.Nový materiál transformuje lineárny životný cyklus termosetových kompozitov na cyklický životný cyklus, ktorý bude veľkým krokom k trvalo udržateľnému rozvoju.
Čas odoslania: 9. novembra 2021