Исследователи разработали усовершенствованный процесс переработки углеродных волокон
В последние годы возросло внимание к круговой экономике и спрос на продукцию, изготовленную из материалов, пригодных для повторной переработки, в то же время многие материалы могут быть переработаны многократно до того, как они начнут изнашиваться.
Переработка углепластиковых полимеров
Так обстоит дело с композитными материалами из углепластиковых полимеров (CFRP), не поддающимися биологическому разложению, в которых до сих пор отсутствовал жизнеспособный метод вторичной переработки.
Подписывайтесь на наш youtube канал!
ЭФИРНЫЕ СЕТЫ
Подборка эфиров c ЛУЧШИМИ психологами, врачами, остеопатами
на платформе COURSE.ECONET.RU
ПОЛУЧИТЬ ДОСТУП
CRFP-композиты присутствуют в таких изделиях, как ветряные турбины, детали самолетов, автомобили, такие как автомобили и корабли, а также в повседневных технологиях, таких как ноутбуки и мобильные телефоны.
Исследователи разработали усовершенствованный процесс переработки углеродных волокон
Как правило, они утилизируются на свалках или сжигаются, что создает серьезную угрозу как для окружающей среды, так и для здоровья населения.
Подавляющее большинство существующих методов утилизации также приводят к значительному снижению механических и физических свойств восстанавливаемого материала, ослабляя его основные функциональные возможности.
Исследователи Школы гражданского строительства Сиднейского университета разработали оптимизированный метод переработки композитов из углепластика, сохраняя при этом 90 % их первоначальной прочности.
«Во всем мире и в Австралии наблюдается движение в сторону лучших процессов переработки, однако часто существует убеждение, что материал может быть переработан бесконечное количество раз – это просто не так. Большинство процессов переработки снижают механические или физические свойства материалов, – говорит ведущий исследователь проекта доктор Али Хадигх (Ali Hadigheh).
«До сих пор было невозможно постоянно перерабатывать продукты, изготовленные из углеродных волокон». Учитывая, что большинство процессов переработки включает измельчение, резку или шлифовку, волокна изнашиваются, что снижает жизнеспособность будущего продукта», – сказал доктор Хадигх.
«Это представляет собой огромную проблему и угрозу для нашей окружающей среды, так как это привело к производству первичного углеродного волокна, которое вносит значительный вклад в выбросы парниковых газов.
«Для борьбы с этой проблемой и для поддержки истинной круговой экономики мы разработали эффективный и рентабельный метод переработки углеродного волокна, который присутствует как в планшетах, так и в BMW».
«Для этого мы использовали двухэтапный оптимизированный процесс. Первый этап называется «пиролиз», который расщепляет материал с помощью тепла, но значительно обжигает материалы, что не позволяет ему развить хорошую связь с матрицей смолы. Второй процесс, окисление, использует высокую температуру для удаления этого углерода.
«Одного лишь пиролиза и окисления недостаточно для сохранения углеродных волокон, и эти процессы существуют уже некоторое время. Для обеспечения высокого качества восстановления и экономической эффективности термического разложения углеродных волокон необходимо ориентироваться на анализ энергии, необходимой для инициирования химической реакции в композите, и отделять углеродные волокна от окружающей их смоляной матрицы.
«Что делает наш метод настолько успешным, так это то, что мы добавили специфические параметры, такие как температура, скорость нагрева, атмосфера или время, потраченное на окисление и на нагрев, которые сохраняют функциональность углеродного волокна».
«Мы приступили к реализации проекта с целью производства высококачественных, недорогих конструкционных материалов из переработанных углеродных волокнистых композитов для использования в различных отраслях промышленности, от аэрокосмической и автомобильной до спортивных товаров, а также возобновляемых источников энергии и строительства».
В 2010 году мировое производство армированных волокнами полимеров (FRP) составило около 6 миллионов тонн с прогнозируемым ростом на 300 % в следующем десятилетии. Согласно этому прогнозу, к 2025 году потребление углепластика превысит 18 миллионов тонн, а стоимость конечной продукции составит 80 миллиардов австралийских долларов.
«В австралийском национальном докладе об отходах за 2016 год сделан вывод о том, что использование композитных материалов создает будущие проблемы в области утилизации. Проще говоря, если мы не разработаем эффективные и рентабельные методы вторичной переработки композитов из углеродного волокна, мы рискуем нанести значительный вред окружающей среде,» – сказал д-р Хадиге (Dr. Hadigheh).
В последние годы возросло внимание к круговой экономике и спрос на продукцию, изготовленную из материалов, пригодных для повторной переработки, в то же время многие материалы могут быть переработаны многократно до того, как они начнут изнашиваться.
Так обстоит дело с композитными материалами из углепластиковых полимеров (CFRP), не поддающимися биологическому разложению, в которых до сих пор отсутствовал жизнеспособный метод вторичной переработки.
CRFP-композиты присутствуют в таких изделиях, как ветряные турбины, детали самолетов, автомобили, такие как автомобили и корабли, а также в повседневных технологиях, таких как ноутбуки и мобильные телефоны.
Как правило, они утилизируются на свалках или сжигаются, что создает серьезную угрозу как для окружающей среды, так и для здоровья населения.
Подавляющее большинство существующих методов утилизации также приводят к значительному снижению механических и физических свойств восстанавливаемого материала, ослабляя его основные функциональные возможности.
Исследователи Школы гражданского строительства Сиднейского университета разработали оптимизированный метод переработки композитов из углепластика, сохраняя при этом 90 % их первоначальной прочности.
«Во всем мире и в Австралии наблюдается движение в сторону лучших процессов переработки, однако часто существует убеждение, что материал может быть переработан бесконечное количество раз – это просто не так. Большинство процессов переработки снижают механические или физические свойства материалов, – говорит ведущий исследователь проекта доктор Али Хадигх (Ali Hadigheh).
«До сих пор было невозможно постоянно перерабатывать продукты, изготовленные из углеродных волокон». Учитывая, что большинство процессов переработки включает измельчение, резку или шлифовку, волокна изнашиваются, что снижает жизнеспособность будущего продукта», – сказал доктор Хадигх.
«Это представляет собой огромную проблему и угрозу для нашей окружающей среды, так как это привело к производству первичного углеродного волокна, которое вносит значительный вклад в выбросы парниковых газов.
«Для борьбы с этой проблемой и для поддержки истинной круговой экономики мы разработали эффективный и рентабельный метод переработки углеродного волокна, который присутствует как в планшетах, так и в BMW».
«Для этого мы использовали двухэтапный оптимизированный процесс. Первый этап называется «пиролиз», который расщепляет материал с помощью тепла, но значительно обжигает материалы, что не позволяет ему развить хорошую связь с матрицей смолы. Второй процесс, окисление, использует высокую температуру для удаления этого углерода.
«Одного лишь пиролиза и окисления недостаточно для сохранения углеродных волокон, и эти процессы существуют уже некоторое время. Для обеспечения высокого качества восстановления и экономической эффективности термического разложения углеродных волокон необходимо ориентироваться на анализ энергии, необходимой для инициирования химической реакции в композите, и отделять углеродные волокна от окружающей их смоляной матрицы.
«Что делает наш метод настолько успешным, так это то, что мы добавили специфические параметры, такие как температура, скорость нагрева, атмосфера или время, потраченное на окисление и на нагрев, которые сохраняют функциональность углеродного волокна».
«Мы приступили к реализации проекта с целью производства высококачественных, недорогих конструкционных материалов из переработанных углеродных волокнистых композитов для использования в различных отраслях промышленности, от аэрокосмической и автомобильной до спортивных товаров, а также возобновляемых источников энергии и строительства».
В 2010 году мировое производство армированных волокнами полимеров (FRP) составило около 6 миллионов тонн с прогнозируемым ростом на 300 % в следующем десятилетии. Согласно этому прогнозу, к 2025 году потребление углепластика превысит 18 миллионов тонн, а стоимость конечной продукции составит 80 миллиардов австралийских долларов.
«В австралийском национальном докладе об отходах за 2016 год сделан вывод о том, что использование композитных материалов создает будущие проблемы в области утилизации. Проще говоря, если мы не разработаем эффективные и рентабельные методы вторичной переработки композитов из углеродного волокна, мы рискуем нанести значительный вред окружающей среде,» – сказал д-р Хадиге (Dr. Hadigheh).
https://econet.ru/articles/issledovateli-razrabotali-usovershenstvovannyy-protsess-pererabotki-uglerodnyh-volokon
18.03.2021