熱固性碳纖維復(fù)合材料實現(xiàn)100%回收
http://www.sxbltgs.net 時間:2016年8月1日 關(guān)注數(shù):727 次 |
摘要：據(jù)悉，碳纖維的基體環(huán)氧樹脂很難溶解，因此很難實現(xiàn)碳纖維的回收再利用，造成了資源浪費。近期，喬治亞理工學院的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種可以將某些類型的熱固性碳纖維復(fù)合材料幾乎100%回收的方法。因此，企業(yè)再也不用擔心性能優(yōu)良的碳纖維白白流失了。
熱固性碳纖維復(fù)合材料實現(xiàn)100%回收
這種新的方法是通過將復(fù)合材料浸泡在乙醇溶劑中，讓約束并使碳纖維成型的環(huán)氧樹脂緩慢溶解。一旦溶解，碳纖維與環(huán)氧樹脂便可分離并實現(xiàn)新的應(yīng)用。
“我們想出的這個方法可以直接用于很多工業(yè)上的應(yīng)用，并具有經(jīng)濟與環(huán)境雙重效益，” 喬治亞理工學院喬治·W·伍德拉夫機械工程學院的博士后Kai Yu說道。
這項研究是由美國國家科學基金會、中國國家自然科學基金、新加坡A*Star公共部門基金和新加坡國家研究基金會支持的數(shù)字化制造和設(shè)計中心(DManD)共同贊助的，并于7月12日發(fā)表在期刊Advanced Functional Materials上。
碳纖維，以強度和輕質(zhì)著稱，被廣泛應(yīng)用于航空航天和汽車等領(lǐng)域。但是不同于鋁、鐵、塑料，它的缺點之一，就是難以回收。伍德拉夫?qū)W院的Jerry Qi教授領(lǐng)導了一個由喬治亞理工學院可再生生物制品學院的研究人員組成的團隊。他表示，傳統(tǒng)碳纖維的再回收面臨著兩個挑戰(zhàn)。
Qi 說：“碳纖維的聚合物基體通常都是像橡膠一樣的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，不能輕易溶解，因此很難除去聚合物以回收嵌在其中的更有價值的碳纖維�！痹撗芯繄F隊采用了一種名為vitrimer的特殊的環(huán)氧樹脂來作為碳纖維的基體材料。
“vitrimers 中含有在某些條件下可以替換結(jié)構(gòu)但不損壞交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)完整性的動態(tài)鍵，”Yu說道，“我們讓小分子化合物乙醇參與到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的替代反應(yīng)中，能有效地溶解 vitrimers�！盦i表示這種新的循環(huán)過程有望實現(xiàn)美國和歐洲每年產(chǎn)生的數(shù)千噸碳纖維廢料的回收再利用�！霸摲椒ǖ牧硪粋�優(yōu)點則是簡單快捷，”Yu 說道，他目前也是科羅拉多大學丹佛分校的一個助理教授。
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