Prije nekoliko dana, profesor Sveučilišta 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 nakon što je oštećen, novi materijali mogu se popravljati više puta.
Zadržavajući mehanička svojstva tradicionalnih materijala, novi CFRP dodaje novu prednost, to jest, može se više puta popravljati pod djelovanjem topline.Toplina može popraviti sva oštećenja materijala uzrokovana zamorom, a može se koristiti i za razgradnju materijala kada ga je potrebno reciklirati na kraju radnog ciklusa.Budući da se tradicionalni CFRP ne može reciklirati, važno je razviti novi materijal koji se može reciklirati ili popraviti korištenjem toplinske energije ili radiofrekvencijskog grijanja.
Profesor Vashisth je rekao da izvor topline može na neodređeno vrijeme odgoditi proces starenja novog CFRP-a.Strogo govoreći, ovaj bi se materijal trebao zvati Vitrimeri ojačani ugljičnim vlaknima (vCFRP, Vitrimeri ojačani ugljičnim vlaknima).Stakleni polimer (Vitrimers) je nova vrsta polimernog materijala koji kombinira prednosti termoplastične i termoreaktivne plastike koju je izumio francuski znanstvenik profesor Ludwik Leibler 2011. Vitrimers materijal koristi mehanizam dinamičke izmjene veza, koji može izvršiti reverzibilnu izmjenu kemijske veze na dinamičan način kada se zagrijavaju, au isto vrijeme održavaju umreženu strukturu u cjelini, tako da termoreaktivni polimeri mogu biti samoizlječivi i ponovno prerađeni poput termoplastičnih polimera.
Nasuprot tome, kompozitni materijali od ugljičnih vlakana koji se obično nazivaju su kompozitni materijali s matricom smole ojačani ugljičnim vlaknima (CFRP), koji se mogu podijeliti u dvije vrste: duroplast ili termoplast prema različitoj strukturi smole.Termoseaktivni kompozitni materijali obično sadrže epoksidnu smolu, čije kemijske veze mogu trajno spojiti materijal u jedno tijelo.Termoplastični kompoziti sadrže relativno mekane termoplastične smole koje se mogu taliti i ponovno obrađivati, ali to će neizbježno utjecati na čvrstoću i krutost materijala.
Kemijske veze u vCFRP-u mogu se spajati, odvajati i ponovno spajati kako bi se dobila "sredina" između duroplastičnih i termoplastičnih materijala.Istraživači projekta vjeruju da Vitrimeri mogu postati zamjena za termoreaktivne smole i izbjeći nakupljanje termoreaktivnih kompozita na odlagalištima.Istraživači vjeruju da će vCFRP postati veliki pomak s tradicionalnih materijala na dinamičke materijale i da će imati niz utjecaja 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 uvijek je bio problem u ovom području.Nakon isteka radnog vijeka, tisuće rashodovanih noževa odbačeno je na odlagalište u obliku deponije, što je izazvalo ogroman utjecaj na okoliš.
Ako se vCFRP može koristiti za proizvodnju oštrica, može se reciklirati i ponovno upotrijebiti jednostavnim zagrijavanjem.Čak i ako se tretirana oštrica ne može popraviti i ponovno upotrijebiti, barem se može razgraditi toplinom.Novi materijal pretvara linearni životni ciklus duroplastnih kompozita u ciklički životni ciklus, što će biti veliki korak prema održivom razvoju.
Ako se vCFRP može koristiti za proizvodnju oštrica, može se reciklirati i ponovno upotrijebiti jednostavnim zagrijavanjem.Čak i ako se tretirana oštrica ne može popraviti i ponovno upotrijebiti, barem se može razgraditi toplinom.Novi materijal pretvara linearni životni ciklus duroplastnih kompozita u ciklički životni ciklus, što će biti veliki korak prema održivom razvoju.
Vrijeme objave: 9. studenog 2021