Kilka dni temu profesor Uniwersytetu Waszyngtońskiego, Aniruddh Vashisth, opublikował artykuł w międzynarodowym autorytatywnym czasopiśmie Carbon, twierdząc, że z powodzeniem opracował nowy typ materiału kompozytowego z włókna węglowego.W przeciwieństwie do tradycyjnych CFRP, których nie można naprawić po uszkodzeniu, nowe materiały można naprawiać wielokrotnie.
Zachowując właściwości mechaniczne tradycyjnych materiałów, nowy CFK dodaje nową zaletę, to jest możliwość wielokrotnej naprawy pod wpływem ciepła.Ciepło może naprawić wszelkie uszkodzenia zmęczeniowe materiału, a także może być wykorzystane do rozkładu materiału, gdy trzeba go poddać recyklingowi na koniec cyklu serwisowego.Ponieważ tradycyjnego CFRP nie można poddać recyklingowi, ważne jest opracowanie nowego materiału, który można poddać recyklingowi lub naprawie za pomocą energii cieplnej lub ogrzewania o częstotliwości radiowej.
Profesor Vashisth powiedział, że źródło ciepła może w nieskończoność opóźniać proces starzenia nowego CFRP.Ściśle mówiąc, materiał ten powinien nazywać się Vitrimer wzmocniony włóknem węglowym (vCFRP, Vitrimer wzmocniony włóknem węglowym).Polimer szklany (Vitrimers) to nowy rodzaj materiału polimerowego, który łączy w sobie zalety tworzyw termoplastycznych i termoutwardzalnych, wynaleziony przez francuskiego naukowca profesora Ludwika Leiblera w 2011 roku. Materiał Vitrimers wykorzystuje mechanizm dynamicznej wymiany wiązań, który może przeprowadzać odwracalną wymianę wiązań chemicznych w sposób dynamiczny po podgrzaniu, a jednocześnie zachowują usieciowaną strukturę jako całość, dzięki czemu polimery termoutwardzalne mogą być samonaprawiające się i przetwarzane podobnie jak polimery termoplastyczne.
W przeciwieństwie do tego powszechnie określane jako materiały kompozytowe z włókna węglowego to materiały kompozytowe z matrycą z żywicy wzmocnionej włóknem węglowym (CFRP), które można podzielić na dwa typy: termoutwardzalne lub termoplastyczne zgodnie z inną strukturą żywicy.Termoutwardzalne materiały kompozytowe zwykle zawierają żywicę epoksydową, której wiązania chemiczne mogą trwale skonsolidować materiał w jedną bryłę.Kompozyty termoplastyczne zawierają stosunkowo miękkie żywice termoplastyczne, które można topić i ponownie przetwarzać, ale nieuchronnie wpłynie to na wytrzymałość i sztywność materiału.
Wiązania chemiczne w vCFRP można łączyć, rozłączać i ponownie łączyć, aby uzyskać „środek” między materiałami termoutwardzalnymi i termoplastycznymi.Naukowcy biorący udział w projekcie są przekonani, że Vitrimery mogą stać się substytutem żywic termoutwardzalnych i uniknąć gromadzenia się termoutwardzalnych kompozytów na wysypiskach śmieci.Naukowcy są przekonani, że vCFRP stanie się głównym przejściem od tradycyjnych materiałów do materiałów dynamicznych i będzie miało szereg skutków w zakresie kosztów pełnego cyklu życia, niezawodności, bezpieczeństwa i konserwacji.
Obecnie łopaty turbin wiatrowych są jednym z obszarów, w których zużycie CFRP jest duże, a regeneracja łopat zawsze stanowiła problem w tej dziedzinie.Po upływie okresu eksploatacji tysiące zużytych łopat trafiło na wysypisko w formie składowiska, co spowodowało ogromny wpływ na środowisko.
Jeśli vCFRP można wykorzystać do produkcji ostrzy, można go poddać recyklingowi i ponownie wykorzystać przez proste ogrzewanie.Nawet jeśli poddanego obróbce ostrza nie można naprawić i ponownie użyć, przynajmniej można je rozłożyć pod wpływem ciepła.Nowy materiał przekształca liniowy cykl życia kompozytów termoutwardzalnych w cykliczny cykl życia, co będzie dużym krokiem w kierunku zrównoważonego rozwoju.
Jeśli vCFRP można wykorzystać do produkcji ostrzy, można go poddać recyklingowi i ponownie wykorzystać przez proste ogrzewanie.Nawet jeśli poddanego obróbce ostrza nie można naprawić i ponownie użyć, przynajmniej można je rozłożyć pod wpływem ciepła.Nowy materiał przekształca liniowy cykl życia kompozytów termoutwardzalnych w cykliczny cykl życia, co będzie dużym krokiem w kierunku zrównoważonego rozwoju.
Czas postu: 09-lis-2021