Muutama päivä sitten Washingtonin yliopiston professori Aniruddh Vashisth julkaisi artikkelin kansainvälisessä arvovaltaisessa Carbon-lehdessä väittäen, että hän oli onnistuneesti kehittänyt uudenlaisen hiilikuitukomposiittimateriaalin.Toisin kuin perinteinen CFRP, jota ei voi korjata kerran vaurioituneena, uusia materiaaleja voidaan korjata toistuvasti.
Perinteisten materiaalien mekaaniset ominaisuudet säilyttäen uusi CFRP tuo uuden edun, eli sitä voidaan korjata toistuvasti lämmön vaikutuksesta.Lämpö voi korjata materiaalin väsymisvaurioita, ja sitä voidaan käyttää myös materiaalin hajottamiseen, kun se on kierrätettävä huoltojakson lopussa.Koska perinteistä CFRP:tä ei voida kierrättää, on tärkeää kehittää uusi materiaali, joka voidaan kierrättää tai korjata lämpöenergialla tai radiotaajuuslämmityksellä.
Professori Vashisth sanoi, että lämmönlähde voi loputtomasti viivyttää uuden CFRP:n ikääntymisprosessia.Tarkkaan ottaen tätä materiaalia pitäisi kutsua hiilikuituvahvistetuiksi vitrimereiksi (vCFRP, hiilikuituvahvisteiset lasit).Lasipolymeeri (Vitrimers) on uudenlainen polymeerimateriaali, jossa yhdistyvät kestomuovien ja lämpökovettuvien muovien edut, jotka ranskalainen tiedemies, professori Ludwik Leibler keksi vuonna 2011. Vitrimers-materiaalissa käytetään dynaamista sidosvaihtomekanismia, joka voi suorittaa palautuvan kemiallisen sidosvaihdon dynaamisella tavalla. kuumennettaessa ja samalla ylläpitää silloittunutta rakennetta kokonaisuutena, niin että lämpökovettuvat polymeerit voivat parantua itsestään ja käsitellä uudelleen kuten termoplastiset polymeerit.
Sitä vastoin yleisesti hiilikuitukomposiittimateriaalit ovat hiilikuituvahvisteisia hartsimatriisikomposiittimateriaaleja (CFRP), jotka voidaan jakaa kahteen tyyppiin: kertamuovi tai kestomuovi erilaisen hartsirakenteen mukaan.Lämpökovettuvat komposiittimateriaalit sisältävät yleensä epoksihartsia, jonka kemialliset sidokset voivat lujittaa materiaalin pysyvästi yhdeksi kappaleeksi.Termoplastiset komposiitit sisältävät suhteellisen pehmeitä kestomuovihartseja, jotka voidaan sulattaa ja käsitellä uudelleen, mutta tämä vaikuttaa väistämättä materiaalin lujuuteen ja jäykkyyteen.
VCFRP:n kemialliset sidokset voidaan yhdistää, irrottaa ja yhdistää uudelleen, jotta saadaan "keskimaa" kertamuovimateriaalien ja kestomuovimateriaalien välille.Projektitutkijat uskovat, että Vitrimers voi korvata lämpökovettuvia hartseja ja välttää lämpökovettuvien komposiittien kerääntymisen kaatopaikoille.Tutkijat uskovat, että vCFRP:stä tulee merkittävä muutos perinteisistä materiaaleista dynaamisiin materiaaleihin, ja sillä on useita vaikutuksia koko elinkaaren kustannuksiin, luotettavuuteen, turvallisuuteen ja ylläpitoon.
Tuuliturbiinien siivet ovat tällä hetkellä yksi alueista, joilla CFRP:tä käytetään paljon, ja siipien talteenotto on aina ollut ongelma tällä alalla.Huoltoajan päätyttyä kaatopaikalle heitettiin tuhansia eläkkeellä olevia teriä kaatopaikan muodossa, mikä aiheutti valtavan ympäristövaikutuksen.
Jos vCFRP:tä voidaan käyttää terien valmistukseen, se voidaan kierrättää ja käyttää uudelleen yksinkertaisella lämmityksellä.Vaikka käsiteltyä terää ei voida korjata ja käyttää uudelleen, se voi ainakin hajota lämmön vaikutuksesta.Uusi materiaali muuttaa kertamuovikomposiittien lineaarisen elinkaaren sykliseksi elinkaariksi, mikä on iso askel kohti kestävää kehitystä.
Jos vCFRP:tä voidaan käyttää terien valmistukseen, se voidaan kierrättää ja käyttää uudelleen yksinkertaisella lämmityksellä.Vaikka käsiteltyä terää ei voida korjata ja käyttää uudelleen, se voi ainakin hajota lämmön vaikutuksesta.Uusi materiaali muuttaa kertamuovikomposiittien lineaarisen elinkaaren sykliseksi elinkaariksi, mikä on iso askel kohti kestävää kehitystä.
Postitusaika: 09.11.2021