Преди няколко дни професорът от Университета на Вашингтон Анируд Вашист публикува статия в международното авторитетно списание Carbon, в която твърди, че е разработил успешно нов тип композитен материал от въглеродни влакна.За разлика от традиционния CFRP, който не може да бъде ремонтиран след като се повреди, новите материали могат да бъдат ремонтирани многократно.
Докато запазва механичните свойства на традиционните материали, новият CFRP добавя ново предимство, а именно, че може да бъде ремонтиран многократно под действието на топлина.Топлината може да поправи всяка повреда на материала от умора и може също да се използва за разграждане на материала, когато той трябва да бъде рециклиран в края на работния 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 нагряване.
Професор Вашист каза, че източникът на топлина може да забави за неопределено време процеса на стареене на новия CFRP.Строго погледнато, този материал трябва да се нарича витримери, подсилени с въглеродни влакна (vCFRP, витримери, подсилени с въглеродни влакна).Стъкленият полимер (Vitrimers) е нов тип полимерен материал, който съчетава предимствата на термопластичните и термореактивните пластмаси, изобретен от френския учен професор Ludwik Leibler през 2011 г. Материалът Vitrimers използва динамичен механизъм за обмен на връзки, който може да извърши обратим обмен на химически връзки по динамичен начин при нагряване и в същото време поддържат омрежена структура като цяло, така че термореактивните полимери да могат да се самовъзстановяват и преработват като термопластични полимери.
За разлика от това, обикновено наричаните композитни материали от въглеродни влакна са композитни материали с матрица от въглеродни влакна (CFRP), които могат да бъдат разделени на два типа: термореактивни или термопластични според различната структура на смолата.Термореактивните композитни материали обикновено съдържат епоксидна смола, химическите връзки в която могат трайно да консолидират материала в едно тяло.Термопластичните композити съдържат относително меки термопластични смоли, които могат да бъдат разтопени и преработени, но това неизбежно ще повлияе на здравината и твърдостта на материала.
Химическите връзки във vCFRP могат да се свързват, прекъсват и свързват отново, за да се получи „средна среда“ между термореактивни и термопластични материали.Изследователите на проекта вярват, че витримерите могат да станат заместител на термореактивните смоли и да избегнат натрупването на термореактивни композити в сметищата.Изследователите вярват, че vCFRP ще се превърне в основна промяна от традиционните материали към динамичните материали и ще има редица въздействия по отношение на разходите за пълния жизнен цикъл, надеждността, безопасността и поддръжката.
Понастоящем лопатките на вятърните турбини са една от областите, където използването на CFRP е голямо и възстановяването на лопатките винаги е било проблем в тази област.След изтичане на срока на обслужване, хиляди пенсионирани остриета бяха изхвърлени на депото под формата на сметище, което причини огромно въздействие върху околната среда.
Ако vCFRP може да се използва за производство на остриета, той може да бъде рециклиран и използван повторно чрез просто нагряване.Дори ако обработеното острие не може да бъде поправено и използвано повторно, то поне може да се разложи от топлина.Новият материал трансформира линейния жизнен цикъл на термореактивните композити в цикличен жизнен цикъл, което ще бъде голяма стъпка към устойчивото развитие.
Ако vCFRP може да се използва за производство на остриета, той може да бъде рециклиран и използван повторно чрез просто нагряване.Дори ако обработеното острие не може да бъде поправено и използвано повторно, то поне може да се разложи от топлина.Новият материал трансформира линейния жизнен цикъл на термореактивните композити в цикличен жизнен цикъл, което ще бъде голяма стъпка към устойчивото развитие.
Време на публикуване: 09 ноември 2021 г