Een paar dagen geleden publiceerde professor Aniruddh Vashisth van de Universiteit van Washington een paper in het internationale gezaghebbende tijdschrift Carbon, waarin hij beweerde dat hij met succes een nieuw type koolstofvezelcomposietmateriaal had ontwikkeld.In tegenstelling tot traditioneel CFRP, dat eenmaal beschadigd niet kan worden gerepareerd, kunnen nieuwe materialen herhaaldelijk worden gerepareerd.
Met behoud van de mechanische eigenschappen van traditionele materialen, voegt het nieuwe CFRP een nieuw voordeel toe, namelijk dat het herhaaldelijk kan worden gerepareerd onder invloed van hitte.Warmte kan eventuele vermoeiingsschade aan het materiaal herstellen en kan ook worden gebruikt om het materiaal te ontbinden wanneer het aan het einde van de gebruikscyclus moet worden gerecycled.Aangezien traditionele CFRP niet kan worden gerecycled, is het belangrijk om een nieuw materiaal te ontwikkelen dat kan worden gerecycled of gerepareerd met behulp van thermische energie of radiofrequente verwarming.
Professor Vashisth zei dat de warmtebron het verouderingsproces van de nieuwe CFRP voor onbepaalde tijd kan vertragen.Strikt genomen zou dit materiaal Carbon Fiber Reinforced Vitrimers (vCFRP, Carbon Fiber Reinforced Vitrimers) moeten heten.Glaspolymeer (Vitrimers) is een nieuw type polymeermateriaal dat de voordelen van thermoplastische en thermohardende kunststoffen combineert, uitgevonden door de Franse wetenschapper professor Ludwik Leibler in 2011. Vitrimers-materiaal maakt gebruik van een dynamisch bindingsuitwisselingsmechanisme, dat omkeerbare chemische bindingsuitwisseling op een dynamische manier kan uitvoeren. wanneer verwarmd, en tegelijkertijd een verknoopte structuur als geheel behouden, zodat thermohardende polymeren zelfherstellend kunnen zijn en opnieuw kunnen worden verwerkt zoals thermoplastische polymeren.
Daarentegen zijn de gewoonlijk koolstofvezelcomposietmaterialen koolstofvezelversterkte harsmatrixcomposietmaterialen (CFRP), die kunnen worden onderverdeeld in twee typen: thermohardend of thermoplastisch volgens de verschillende harsstructuur.Thermohardende composietmaterialen bevatten meestal epoxyhars, de chemische bindingen waarin het materiaal permanent tot één lichaam kan worden geconsolideerd.Thermoplastische composieten bevatten relatief zachte thermoplastische harsen die kunnen worden gesmolten en opnieuw verwerkt, maar dit heeft onvermijdelijk invloed op de sterkte en stijfheid van het materiaal.
De chemische bindingen in vCFRP kunnen worden verbonden, losgekoppeld en opnieuw worden aangesloten om een "middenweg" tussen thermohardende en thermoplastische materialen te verkrijgen.Projectonderzoekers zijn van mening dat vitrimeren een vervanging kunnen worden voor thermohardende harsen en de ophoping van thermohardende composieten op stortplaatsen kunnen voorkomen.Onderzoekers zijn van mening dat vCFRP een grote verschuiving zal worden van traditionele materialen naar dynamische materialen, en een reeks gevolgen zal hebben op het gebied van kosten, betrouwbaarheid, veiligheid en onderhoud over de volledige levenscyclus.
Op dit moment zijn windturbinebladen een van de gebieden waar het CFRP-gebruik groot is, en het herstel van bladen is op dit gebied altijd een probleem geweest.Na het verstrijken van de serviceperiode werden duizenden afgedankte messen op de stortplaats weggegooid in de vorm van een stortplaats, wat een enorme impact op het milieu veroorzaakte.
Als vCFRP kan worden gebruikt voor de vervaardiging van bladen, kan het worden gerecycled en hergebruikt door eenvoudig te verwarmen.Zelfs als het behandelde mes niet kan worden gerepareerd en hergebruikt, kan het in ieder geval door hitte worden afgebroken.Het nieuwe materiaal transformeert de lineaire levenscyclus van thermohardende composieten in een cyclische levenscyclus, wat een grote stap zal zijn in de richting van duurzame ontwikkeling.
Als vCFRP kan worden gebruikt voor de vervaardiging van bladen, kan het worden gerecycled en hergebruikt door eenvoudig te verwarmen.Zelfs als het behandelde mes niet kan worden gerepareerd en hergebruikt, kan het in ieder geval door hitte worden afgebroken.Het nieuwe materiaal transformeert de lineaire levenscyclus van thermohardende composieten in een cyclische levenscyclus, wat een grote stap zal zijn in de richting van duurzame ontwikkeling.
Posttijd: 09-nov-2021