Кілька днів тому професор Вашингтонського університету Анірудд Вашістх опублікував статтю в міжнародному авторитетному журналі Carbon, в якій стверджував, що він успішно розробив новий тип композитного матеріалу з вуглецевого волокна.На відміну від традиційного CFRP, який неможливо відремонтувати після пошкодження, нові матеріали можна ремонтувати неодноразово.
Зберігаючи механічні властивості традиційних матеріалів, новий CFRP додає нову перевагу, тобто його можна багаторазово ремонтувати під дією тепла.Тепло може відновити будь-які втомні пошкодження матеріалу, а також може бути використане для розкладання матеріалу, коли його потрібно переробити в кінці робочого циклу.Оскільки традиційний CFRP неможливо переробити, важливо розробити новий матеріал, який можна переробити або відремонтувати за допомогою теплової енергії або радіочастотного нагріву.
Професор Вашіст сказав, що джерело тепла може на невизначений термін затримати процес старіння нового CFRP.Власне кажучи, цей матеріал слід називати вітримери, армовані вуглецевим волокном (vCFRP, армовані вуглецевим волокном вітримери).Склополімер (Vitrimers) — це новий тип полімерного матеріалу, який поєднує в собі переваги термопластичного та термореактивного пластику, винайдений французьким вченим професором Людвіком Лейблером у 2011 році. Матеріал Vitrimers використовує механізм динамічного обміну зв’язками, який може здійснювати оборотний хімічний обмін зв’язками динамічним чином. при нагріванні, і в той же час зберігають зшиту структуру в цілому, так що термореактивні полімери можуть самовідновлюватися і перероблятися, як термопластичні полімери.
На відміну від цього, композиційні матеріали з вуглецевого волокна, які зазвичай називають композитними матеріалами з матриці вуглецевого волокна, можна розділити на два типи: термореактивні або термопластичні відповідно до різної структури смоли.Термореактивні композитні матеріали зазвичай містять епоксидну смолу, хімічні зв’язки в якій можуть назавжди об’єднати матеріал в одне тіло.Термопластичні композити містять відносно м’які термопластичні смоли, які можна розплавити та повторно обробити, але це неминуче вплине на міцність і жорсткість матеріалу.
Хімічні зв’язки у vCFRP можна з’єднувати, роз’єднувати та знову з’єднувати, щоб отримати «золоту середину» між термореактивними та термопластичними матеріалами.Дослідники проекту вважають, що Vitrimers може стати заміною термореактивних смол і уникнути накопичення термореактивних композитів на звалищах.Дослідники вважають, що vCFRP стане серйозним переходом від традиційних матеріалів до динамічних матеріалів і матиме низку впливів з точки зору вартості повного життєвого циклу, надійності, безпеки та обслуговування.
В даний час лопаті вітрових турбін є однією з областей, де використовується вуглепластик, і відновлення лопатей завжди було проблемою в цій галузі.Після закінчення терміну служби тисячі вийшли з експлуатації лопатей були викинуті на звалище у вигляді сміттєзвалища, що спричинило величезний вплив на навколишнє середовище.
Якщо vCFRP можна використовувати для виготовлення лез, його можна переробити та повторно використати простим нагріванням.Навіть якщо оброблене лезо не можна відремонтувати та використати повторно, принаймні воно може розкластися під дією тепла.Новий матеріал перетворює лінійний життєвий цикл термореактивних композитів у циклічний життєвий цикл, що стане великим кроком до сталого розвитку.
Якщо vCFRP можна використовувати для виготовлення лез, його можна переробити та повторно використати простим нагріванням.Навіть якщо оброблене лезо не можна відремонтувати та використати повторно, принаймні воно може розкластися під дією тепла.Новий матеріал перетворює лінійний життєвий цикл термореактивних композитів у циклічний життєвий цикл, що стане великим кроком до сталого розвитку.
Час публікації: 09 листопада 2021 р