Работа, опубликованная в журнале «Разложение и стабильность полимеров», обеспечивает эффективный способ повторного использования дорогостоящего углеродного волокна и других материалов, из которых состоят композиты.Самолеты, ветряки, много товаров
Пластмассы, армированные углеродным волокном, становятся все более популярными во многих отраслях промышленности, особенно в авиации, поскольку они легкие и прочные. Однако их очень трудно сломать или переработать, и их утилизация вызывает все большую озабоченность. В то время как термопласты, тип пластика, который используется в молочных бутылках, можно плавить и легко использовать повторно, большинство композитов, используемых в самолетах, являются термореактивными. Эти типы пластмасс затвердевают, их нельзя легко удалить и вернуть в исходные материалы.
Устранение едких химикатовЧтобы переработать их, исследователи в основном пытались измельчить их механически или разрушить с помощью очень высоких температур или агрессивных химикатов, чтобы восстановить дорогое углеродное волокно. Однако часто при этом повреждается углеродное волокно. Используемые едкие химические вещества опасны, и их трудно утилизировать.
Они также разрушают матричные полимерные материалы в композитах, создавая беспорядочную смесь химикатов и дополнительную проблему отходов.Мягкие химические вещества, низкие температуры
В своем проекте Джинвен Чжан, профессор Школы машиностроения и материаловедения, и его команда разработали новый метод химической переработки, в котором в качестве катализаторов в жидком этаноле при относительно низкой температуре использовались мягкие кислоты для разрушения термореактивных пластиков. В частности, это была комбинация химических веществ, которая оказалась эффективной, сказал Чжан, имеющий химическое образование.
Чтобы эффективно разрушать отвержденные материалы, исследователи повысили температуру материала, чтобы жидкость, содержащая катализатор, могла проникнуть в композит и разрушить сложную структуру. Чжан использовал этанол, чтобы смолы расширились, и хлорид цинка, чтобы разрушить важные углеродно-азотные связи.«Очень важно разработать эффективные каталитические системы, способные проникать в отвержденные смолы и разрушать химические связи отвержденных смол», — сказал он.Сохранение волокон для повторного использования
Исследователи смогли сохранить углеродные волокна, а также полимерный материал в полезной форме, которую можно было бы легко использовать повторно. Они подали заявку на патент и работают над коммерциализацией своих методов.