Před několika dny profesor University of Washington Aniruddh Vashisth publikoval článek v mezinárodním autoritativním časopise Carbon, v němž tvrdil, že úspěšně vyvinul nový typ kompozitního materiálu z uhlíkových vláken.Na rozdíl od tradičních CFRP, které nelze opravit po poškození, lze nové materiály opravovat opakovaně.
Při zachování mechanických vlastností tradičních materiálů přidává nový CFRP novou výhodu, to znamená, že jej lze opakovaně opravovat působením tepla.Teplo může opravit jakékoli poškození materiálu únavou a může být také použito k rozkladu materiálu, když je třeba jej na konci servisního cyklu recyklovat.Protože tradiční CFRP nelze recyklovat, je důležité vyvinout nový materiál, který lze recyklovat nebo opravit pomocí tepelné energie nebo vysokofrekvenčního ohřevu.
Profesor Vashisth řekl, že zdroj tepla může na neurčito oddálit proces stárnutí nového CFRP.Přísně vzato by se tento materiál měl jmenovat Carbon Fiber Reinforced Vitrimers (vCFRP, Carbon Fiber Reinforced Vitrimers).Skleněný polymer (Vitrimers) je nový typ polymerního materiálu, který kombinuje výhody termoplastických a termosetových plastů vynalezených francouzským vědcem profesorem Ludwikem Leiblerem v roce 2011. Materiál Vitrimers využívá mechanismus dynamické výměny vazeb, který může provádět reverzibilní výměnu chemických vazeb dynamickým způsobem. při zahřátí a současně zachovat zesíťovanou strukturu jako celek, takže termosetové polymery mohou být samoopravitelné a znovu zpracovávané jako termoplastické polymery.
Naproti tomu běžně označované jako kompozitní materiály z uhlíkových vláken jsou kompozitní materiály z pryskyřice vyztužené uhlíkovými vlákny (CFRP), které lze rozdělit do dvou typů: termosetové nebo termoplastické podle odlišné struktury pryskyřice.Termosetové kompozitní materiály obvykle obsahují epoxidovou pryskyřici, jejíž chemické vazby mohou materiál trvale zpevnit do jednoho tělesa.Termoplastické kompozity obsahují relativně měkké termoplastické pryskyřice, které lze roztavit a znovu zpracovat, což však nevyhnutelně ovlivní pevnost a tuhost materiálu.
Chemické vazby ve vCFRP lze spojovat, odpojovat a znovu spojovat, aby se získala „střední zem“ mezi termosetovými a termoplastickými materiály.Výzkumníci projektu věří, že Vitrimers se může stát náhradou za termosetové pryskyřice a vyhnout se hromadění termosetových kompozitů na skládkách.Vědci se domnívají, že vCFRP se stane významným posunem od tradičních materiálů k dynamickým materiálům a bude mít řadu dopadů z hlediska nákladů na celý životní cyklus, spolehlivosti, bezpečnosti a údržby.
V současnosti jsou lopatky větrných turbín jednou z oblastí, kde je velké využití CFRP, a obnova lopatek byla v této oblasti vždy problémem.Po uplynutí servisní doby byly tisíce vysloužilých nožů odhozeny na skládku formou skládky, což způsobilo obrovský dopad na životní prostředí.
Pokud lze vCFRP použít pro výrobu čepelí, lze jej recyklovat a znovu použít jednoduchým zahřátím.I když upravenou čepel nelze opravit a znovu použít, lze ji alespoň rozložit teplem.Nový materiál transformuje lineární životní cyklus termosetových kompozitů na cyklický životní cyklus, což bude velký krok k udržitelnému rozvoji.
Pokud lze vCFRP použít pro výrobu čepelí, lze jej recyklovat a znovu použít jednoduchým zahřátím.I když upravenou čepel nelze opravit a znovu použít, lze ji alespoň rozložit teplem.Nový materiál transformuje lineární životní cyklus termosetových kompozitů na cyklický životní cyklus, což bude velký krok k udržitelnému rozvoji.
Čas odeslání: List-09-2021