Pred nekaj dnevi je profesor Univerze v Washingtonu Aniruddh Vashisth objavil članek v mednarodni avtoritativni reviji Carbon, v katerem trdi, da je uspešno razvil novo vrsto kompozitnega materiala iz ogljikovih vlaken.Za razliko od tradicionalnih CFRP, ki jih ni mogoče popraviti, ko so enkrat poškodovani, je mogoče nove materiale popravljati večkrat.
Medtem ko ohranja mehanske lastnosti tradicionalnih materialov, novi CFRP dodaja novo prednost, to je, da ga je mogoče večkrat popraviti pod vplivom toplote.Toplota lahko popravi morebitne poškodbe materiala zaradi utrujenosti in se lahko uporabi tudi za razgradnjo materiala, ko ga je treba na koncu servisnega cikla reciklirati.Ker tradicionalnega CFRP ni mogoče reciklirati, je pomembno razviti nov material, ki ga je mogoče reciklirati ali popraviti z uporabo toplotne energije ali radiofrekvenčnega ogrevanja.
Profesor Vashisth je dejal, da lahko vir toplote za nedoločen čas odloži proces staranja novega CFRP.Strogo gledano bi se moral ta material imenovati Vitrimeri, ojačani z ogljikovimi vlakni (vCFRP, Vitrimeri, ojačani z ogljikovimi vlakni).Stekleni polimer (Vitrimers) je nova vrsta polimernega materiala, ki združuje prednosti termoplastične in duroplastične plastike, ki jo je leta 2011 izumil francoski znanstvenik profesor Ludwik Leibler. Material Vitrimers uporablja mehanizem dinamične izmenjave vezi, ki lahko izvaja reverzibilno kemično izmenjavo vezi na dinamičen način pri segrevanju in hkrati ohranjajo zamreženo strukturo kot celoto, tako da se termoreaktivni polimeri lahko samozdravijo in ponovno predelajo kot termoplastični polimeri.
V nasprotju s tem so kompozitni materiali iz ogljikovih vlaken, ki jih običajno imenujemo kompozitni materiali iz smolne matrice (CFRP), ojačani z ogljikovimi vlakni, ki jih lahko glede na različno strukturo smole razdelimo na dve vrsti: termoset ali termoplast.Duroplastni kompozitni materiali običajno vsebujejo epoksi smolo, kemične vezi v kateri lahko material trajno utrdijo v eno telo.Termoplastični kompoziti vsebujejo relativno mehke termoplastične smole, ki jih je mogoče stopiti in ponovno obdelati, vendar bo to neizogibno vplivalo na trdnost in togost materiala.
Kemične vezi v vCFRP je mogoče povezati, odklopiti in ponovno povezati, da dobimo »srednjo podlago« med duroplastnimi in termoplastičnimi materiali.Raziskovalci projekta verjamejo, da lahko vitrimeri postanejo nadomestek za termoreaktivne smole in preprečijo kopičenje termoreaktivnih kompozitov na odlagališčih.Raziskovalci verjamejo, da bo vCFRP postal pomemben premik od tradicionalnih materialov k dinamičnim materialom in bo imel vrsto vplivov v smislu stroškov celotnega življenjskega cikla, zanesljivosti, varnosti in vzdrževanja.
Trenutno so lopatice vetrnih turbin eno od področij, kjer je uporaba CFRP velika, predelava lopatic pa je bila vedno problem na tem področju.Po izteku življenjske dobe je bilo na tisoče odsluženih nožev odvrženih na deponijo v obliki deponije, kar je povzročilo velik vpliv na okolje.
Če je vCFRP mogoče uporabiti za izdelavo rezil, ga je mogoče reciklirati in ponovno uporabiti s preprostim segrevanjem.Tudi če obdelanega rezila ni mogoče popraviti in ponovno uporabiti, ga lahko toplota vsaj razgradi.Nov material spreminja linearni življenjski cikel duroplastnih kompozitov v ciklični življenjski cikel, kar bo velik korak k trajnostnemu razvoju.
Če je vCFRP mogoče uporabiti za izdelavo rezil, ga je mogoče reciklirati in ponovno uporabiti s preprostim segrevanjem.Tudi če obdelanega rezila ni mogoče popraviti in ponovno uporabiti, ga lahko toplota vsaj razgradi.Nov material spreminja linearni življenjski cikel duroplastnih kompozitov v ciklični življenjski cikel, kar bo velik korak k trajnostnemu razvoju.
Čas objave: 9. nov. 2021