在《华尔街日报》聚合物,阿联酋大学的一个研究小组报道的发展可回收碳纤维/ PLA复合限价废物流和满足日益增长的商业要求的材料。亚博网站下载
研究:碳纤维/聚乳酸可回收复合。图片来源:Ihor Matsiievskyi / Shutterstock.com
可持续的聚合物
在最近的几十年里,已经有越来越多的人意识到人类活动引起的环境破坏。高分子材料广泛的应用亚博网站下载在多个行业由于其良好的机械和理化特性,但他们的生产有一个巨大的环境成本由于其积累,non-biodegradability,有毒的副产品。
提出了一些策略来解决这些问题,包括生产绿色塑料中加入有机生物聚合物、回收塑料制品,和重用废物流产生附加值的产品,如生物燃料,建筑材料,化工原料。亚博网站下载
聚乳酸(PLA)是一种常用的生物高聚物,具有生物降解性和生物活性属性。聚合物发现在汽车上的广泛应用,3 d印刷和包装行业中众多的商业部门。然而,解放军是有限的几个商业应用缺乏热力和机械稳定性。
聚交酯酸的化学结构。图片来源:Al Zahmi年代et Al .,聚合物
几个解放军组成的复合材料和填充材料,如碳纤维、碳纳米管以及各种有机和无机纳米材料开发近年来改亚博网站下载善这种生物聚合物的机械和热性能。复合材料由天然纤维和生物高分子如解放军提供福利,如生物降解能力为范围广泛的商业用途。
回收这些复合材料是有问题的,然而,由于其复杂的成分。机械回收策略已被证明是最有效的方法,因为它们是资源节约型。然而,这些过程可以通过接触阻碍材料中有害物质的回收。亚博网站下载
解放军绿色聚合物内回收是一个关键重点行业,可以保留的首选材料,可以重用和聚合物制造几个商业产品。此外,解放军是比其他商业重聚合物如HDPE和LDPE,这意味着它可以很容易地由密度。
碳纤维增强聚合物
碳纤维增强聚合物引起了最近的研究的关注由于其良好的性能和商业应用。发现以来,碳纤维在1960年代,这种材料的生产呈指数增加,以满足不同行业的需求,如航空、交通、建设、和生物医学。
碳纤维增强聚合物也收到研究焦点由于越来越多的塑料垃圾造成的增加塑料消费。碳纤维增强聚合物的需求预计将增加在未来的几十年。
亚博网站下载材料可以很容易地使用3 d打印方法回收。取消预浸材料可以被纳入回收材料提供增强的生化的,热,机械性能。亚博网站下载几项研究已经报道可行的商业产品的生产,从回收碳纤维复合聚合物。
然而,挑战与回收和重用这些相关的材料,如加热困难,塑造、处理和加工热固性re-crosslinking碳纤维增强聚合物。亚博网站下载由于这些材料的实实在在的利益在可持续发展和环保方面,研究集中在改善碳纤维增强聚合物亚博网站下载的再循环能力。
从原始碳纤维,碳纤维增强塑料回收过程。图片来源:Al Zahmi年代et Al .,聚合物
这项研究
本文调查了两个不同的废料,聚乳酸,碳纤维的剩饭剩菜。亚博网站下载的主要目标是生产和描述复合材料提供解决方案增加工业废料。亚博网站下载执行了测试研究碳浪费增援部队如何影响加工PLA /碳纤维复合材料的属性。
复合聚乳酸/碳纤维材料和样品不同添加剂比例准备使用粉碎,研磨、混合、melt-blending。万能试验机是用来描述添加剂对复合样品的影响。红外光谱、XRD和TGA测试采用的是作者调查样本的不同属性和结构特点。
研究结果
作者观察到的不同对复合材料性能的影响取决于所使用的比例和类型填料。例如,20%的碳纤维复合材料具有弹性模量高于20%的碳fiber-prepreg表组合。屈服强度也最高的20%碳纤维复合试样。
一般来说,碳纤维增强解放军复合的终极力量。负面影响韧性复合材料使用碳纤维观察增援,然而。亚博网站下载总的来说,使用回收的解放军和碳纤维填料为商业产品的生产提供福利的成本,处理效率和简单的回收废物流的方法。
(样品一个碳纤维增强塑料,b中国人民解放军,c)CF, (d)双螺杆挤出机。图片来源:Al Zahmi年代et Al .,聚合物
这项研究展示了一个新颖的方法来回收塑料和碳纤维废物流从众多的行业。产生的复合材料的研究可以考虑亚博网站下载几个商业产品的生产,使用不同的混合比例达到所需的属性。
虽然这个过程的经济效益还有待探索,作者希望他们的研究将为未来的研究提供一个起点碳纤维增强聚合物复合材料。
进一步的阅读
Al Zahmi et Al。(2022)碳纤维/聚乳酸可回收复合聚合物14(11)2194[网络]mdpi.com。可以在:https://www.mdpi.com/2073-4360/14/11/2194
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