Преди няколко дни професорът на Университета на Вашингтон Анирудх Вашист публикува документ в Международния авторитетен журнал Carbon, твърдейки, че той успешно е разработил нов тип композитен материал от въглеродни влакна. За разлика от традиционния CFRP, който не може да бъде поправен веднъж повреден, новите материали могат да бъдат ремонтирани многократно.
Докато поддържа механичните свойства на традиционните материали, новият CFRP добавя ново предимство, тоест може да се ремонтира многократно под действието на топлината. Топлината може да поправи всяко увреждане на умората на материала и може да се използва и за разлагане на материала, когато трябва да бъде рециклиран в края на сервизния цикъл. Тъй като традиционният CFRP не може да бъде рециклиран, важно е да се разработи нов материал, който може да бъде рециклиран или ремонтиран с помощта на топлинна енергия или радиочестотно отопление.
Професор Вашист каза, че източникът на топлина може безкрайно да забави процеса на стареене на новия CFRP. Строго погледнато, този материал трябва да се нарича витримери, подсилени с въглеродни влакна (VCFRP, подсилени от въглеродни влакна витримери). Glass polymer (Vitrimers) is a new type of polymer material that combines the advantages of thermoplastic and thermosetting plastics invented by French scientist Professor Ludwik Leibler in 2011. Vitrimers material uses dynamic bond exchange mechanism, which can perform reversible chemical bond exchange in a dynamic manner when heated, and at the same time maintain a cross-linked structure as a whole, so that thermosetting polymers can be self-healing and преработени като термопластични полимери.
За разлика от тях, често наричани композитни материали от въглеродни влакна са композитни материали за матрица с въглеродни влакна (CFRP), които могат да бъдат разделени на два вида: термосет или термопластично според различната структура на смолата. Композитните материали за термореактиране обикновено съдържат епоксидна смола, химичните връзки, в които могат постоянно да консолидират материала в едно тяло. Термопластичните композити съдържат сравнително меки термопластични смоли, които могат да бъдат разтопени и преработени, но това неизбежно ще повлияе на здравината и сковаността на материала.
Химичните връзки във VCFRP могат да бъдат свързани, изключени и повторно свързани, за да се получи „средно място“ между термореактивни и термопластични материали. Изследователите на проекти смятат, че витримери могат да се превърнат в заместител на термореактивните смоли и да избегнат натрупването на термореактивни композити в депата. Изследователите смятат, че VCFRP ще се превърне в основно изместване от традиционните материали към динамичните материали и ще има поредица от въздействия по отношение на разходите, надеждността, безопасността и поддръжката на пълен жизнен цикъл.
Понастоящем остриетата на вятърните турбини са една от зоните, в които използването на CFRP е голямо, а възстановяването на остриетата винаги е било проблем в тази област. След изтичането на периода на обслужване, хиляди пенсионирани остриета бяха изхвърлени на депото под формата на депо, което предизвика огромно влияние върху околната среда.
Ако VCFRP може да се използва за производство на острие, той може да бъде рециклиран и използван повторно чрез просто отопление. Дори ако третираното острие не може да бъде поправено и използвано повторно, поне то може да бъде разложено чрез топлина. Новият материал превръща линейния жизнен цикъл на термореактивните композити в цикличен жизнен цикъл, който ще бъде голяма стъпка към устойчивото развитие.
Ако VCFRP може да се използва за производство на острие, той може да бъде рециклиран и използван повторно чрез просто отопление. Дори ако третираното острие не може да бъде поправено и използвано повторно, поне то може да бъде разложено чрез топлина. Новият материал превръща линейния жизнен цикъл на термореактивните композити в цикличен жизнен цикъл, който ще бъде голяма стъпка към устойчивото развитие.
Време за публикация: ноември-09-2021
