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碳纤维增强聚合物在使用各种各样的工程和建筑领域的应用。新研究旨在使这些材料更加有用的可重用。亚博网站下载
增加关心环境,减少自然资源的供应,再加上日益增长的全球人口和城市化导致增加循环经济的必要性。这意味着越来越多的材料需求,可以多次重复使用。亚博网站下载
不幸的是,甚至一些可回收材料只能重复使用次数有限。亚博网站下载
回收可以用收益递减是一个过程,有一些物质失去体力和属性等刚度在多种用途和灵活性,使他们大大减少功能。
这绝对是对碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料。这些材料是著亚博网站下载名等属性易于成型,强度、抗疲劳强度、高刚度、低密度/替代品如钢铁。这意味着在一个令人难以置信的各种各样的应用程序中广泛使用。
碳纤维增强塑料用于混凝土结构的维修和加固,在广泛的汽车零部件和其他各种机械工程应用。目前汽车行业本身占四分之一的碳纤维增强塑料生产。
不幸的是,这些材料也不可生物降解的,目前缺亚博网站下载乏一个有效的回收技术。这意味着大多数CFRP-based材料前往垃圾填埋或焚烧后不再是亚博网站下载有用的。环境措施都存在相当大的潜在危害,甚至对公众的健康。
这可以改变由于科学家基于土木工程学院的悉尼大学,澳大利亚。研究小组已经开发了一个新的技术,碳纤维增强塑料的回收。当处理这种方式,材料损失只有10%的初始抗拉强度。亚博网站下载
在全球范围内和在澳大利亚,有走向更好的回收过程,然而,通常认为材料可以回收一个无限数量的次——这根本不是这样。大多数回收过程减少机械或物理性能的材料。亚博网站下载
阿里Hadigheh博士,第一作者,悉尼大学
Hadigheh是一篇论文的主要作者详细描述了该小组的发现将发表在4月版的《华尔街日报》¹工程结构。
保持强劲碳纤维增强塑料
团队的优化的两阶段过程的第一步是热解-加热在缺乏氧气的碳纤维增强塑料。这个分解的材料,还识字课——这可以防止它粘结树脂组成的矩阵。
团队然后应用过程的第二步——氧化去除这炭化并返回材料的粘结能力。
然而正如Hadigheh指出的那样,这些热解和氧化治疗已经存在一段时间,而且并不孤单足以保护碳纤维。因此,为了保证高质量恢复的加固材料的热分解必须仔细指导。
本指南可以通过分析启动一个化学反应所需要的能量合成,并反过来,单独的碳纤维树脂矩阵周围。
“是什么让我们如此成功的方法,我们已经添加了特定参数,如温度、加热速度、气氛或被氧化,加热的时间——保护碳纤维的功能,“Hadigheh补充道。
创造优质的可回收碳纤维增强塑料
你可以想象,对物质有这么多不同的使用和应用在广泛的领域,碳纤维增强塑料生产是大生意。
市场一般纤维增强聚合物(高分子基),其中碳纤维增强塑料子范畴,价值估计有1141.3亿美元在2016年,它只生长在五年之后。
据估计,2010年玻璃钢生产达到惊人的600万吨每年。,估计每年的十年增长了300%。可以再利用的,不可生物降解的碳纤维增强塑料在未来的一个主要环境问题如果不采取措施纠正。
我们开始着手项目的目标是生产优质、低成本的结构材料可回收碳纤维复合材料制成,用于从航空航天和汽车行业到体育用品和可再生能源和建设。亚博网站下载2016年澳大利亚国立浪费报告的结论是,使用复合材料是回收创造未来的挑战。亚博网站下载
阿里Hadigheh博士,第一作者,悉尼大学
“坦率地说,如果我们不开发有效和具有成本效益的方法回收碳纤维复合材料,我们破坏环境显著风险。”
引用
1。Hadigheh。美国一个。麦克杜格尔。r·M。怀斯曼。C。,里德。l[2021],评价复合行动与碳纤维增强塑料钢筋横timber-concrete复合层合梁和板连接器使用数字图像相关(DIC)”工程结构,(https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.111791]
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