Prije nekoliko dana, profesor Univerziteta Washington Aniruddh Vashisth objavio je rad u međunarodnom autoritativnom časopisu Carbon, tvrdeći da je uspješno razvio novu vrstu kompozitnog materijala od karbonskih vlakana.Za razliku od tradicionalnog CFRP-a, koji se ne može popraviti jednom oštećenom, novi materijali se mogu popravljati više puta.
Zadržavajući mehanička svojstva tradicionalnih materijala, novi CFRP dodaje novu prednost, to jest, može se više puta popravljati pod djelovanjem topline.Toplota može popraviti svako oštećenje materijala od zamora, a može se koristiti i za razlaganje materijala kada ga treba reciklirati na kraju servisnog ciklusa.Budući da se tradicionalni CFRP ne može reciklirati, važno je razviti novi materijal koji se može reciklirati ili popraviti korištenjem toplinske energije ili radiofrekventnog grijanja.
Profesor Vashist je rekao da izvor topline može na neodređeno vrijeme odgoditi proces starenja novog CFRP-a.Strogo govoreći, ovaj materijal bi se trebao zvati Carbon Fiber Reinforced Vitrimers (vCFRP, Carbon Fiber Reinforced Vitrimers).Stakleni polimer (Vitrimers) je nova vrsta polimernog materijala koji kombinuje prednosti termoplastične i termoreaktivne plastike koju je izumeo francuski naučnik profesor Ludwik Leibler 2011. Vitrimers materijal koristi mehanizam dinamičke razmene veza, koji može da izvrši reverzibilnu hemijsku razmenu veza na dinamičan način. kada se zagriju, a istovremeno održavaju umreženu strukturu u cjelini, tako da termoreaktivni polimeri mogu biti samozacjeljivi i ponovno obrađeni poput termoplastičnih polimera.
Nasuprot tome, kompozitni materijali koji se obično nazivaju karbonskim vlaknima su kompozitni materijali matrične smole ojačane karbonskim vlaknima (CFRP), koji se mogu podijeliti u dva tipa: termoreaktivni ili termoplastični prema različitoj strukturi smole.Termoreaktivni kompozitni materijali obično sadrže epoksidnu smolu, kemijske veze u kojoj mogu trajno konsolidirati materijal u jedno tijelo.Termoplastični kompoziti sadrže relativno meke termoplastične smole koje se mogu topiti i ponovno obraditi, ali to će neizbježno utjecati na čvrstoću i krutost materijala.
Hemijske veze u vCFRP-u mogu se povezati, raskinuti i ponovo spojiti kako bi se dobila “srednja zemlja” između termoreaktivnih i termoplastičnih materijala.Istraživači projekta vjeruju da Vitrimeri mogu postati zamjena za termoreaktivne smole i izbjeći nakupljanje termoreaktivnih kompozita na deponijama.Istraživači vjeruju da će vCFRP postati veliki pomak sa tradicionalnih materijala na dinamičke materijale i da će imati niz uticaja u smislu troškova punog životnog ciklusa, pouzdanosti, sigurnosti i održavanja.
Trenutno su lopatice vjetroturbina jedno od područja gdje je upotreba CFRP-a velika, a oporavak lopatica je uvijek bio problem u ovoj oblasti.Nakon isteka servisnog roka, hiljade penzionisanih lopatica bačeno je na deponiju u vidu deponije, što je izazvalo ogroman uticaj na životnu sredinu.
Ako se vCFRP može koristiti za proizvodnju oštrica, može se reciklirati i ponovo koristiti jednostavnim zagrijavanjem.Čak i ako se tretirana oštrica ne može popraviti i ponovo upotrijebiti, barem se može razgraditi toplinom.Novi materijal transformiše linearni životni ciklus termoreaktivnih kompozita u ciklični životni ciklus, što će biti veliki korak ka održivom razvoju.
Ako se vCFRP može koristiti za proizvodnju oštrica, može se reciklirati i ponovo koristiti jednostavnim zagrijavanjem.Čak i ako se tretirana oštrica ne može popraviti i ponovo upotrijebiti, barem se može razgraditi toplinom.Novi materijal transformiše linearni životni ciklus termoreaktivnih kompozita u ciklični životni ciklus, što će biti veliki korak ka održivom razvoju.
Vrijeme objave: Nov-09-2021