Углеродное волокно известно как «король материалов» и «черное золото» в отрасли. Он обладает характеристиками легкого веса, высокой прочности и коррозионной стойкости и широко используется в авиации, аэрокосмической промышленности, энергетике, транспорте, лопастях ветроэнергетики, строительных мостах, военной технике и других областях, является важным материалом для национальной обороны и гражданского производства. и жизнь.

В последние годы, когда промышленность углеродного волокна вступила в период быстрого развития, применение композитов из углеродного волокна увеличивается, а производственный процесс производит все больше и больше отходов. Отраслевые эксперты отмечают, что все аспекты цепочки производства углеродного волокна будут производить отходы, а процент брака только в производственном процессе достигает 30-50%. Более того, углепластик трудно ремонтировать, и даже часть повреждений будет отброшена.

Поскольку композиты из углеродного волокна не могут разлагаться в естественных условиях, большое количество лома и отходов может быть выброшено только на свалку. Согласно статистике, только в 2018 году мировое использование углеродного волокна достигло 92 600 тонн, из которых количество лома составило 30 300 тонн. Это не только загрязняет окружающую среду, но и является большой тратой ресурсов.

Технология разложения и переработки углепластика при температуре окружающей среды

Исследовательская группа разработала технологию, позволяющую просто разлагать углепластик при низкой температуре. Замачивая углепластик в растворе, углеродные волокна можно отделить от смолы за короткое время, а исходный материал смолы можно одновременно переработать.

Эта технология представляет собой революционную новую технологию, позволяющую вернуть труднообрабатываемый углепластик обратно в сырье и полностью переработать. Эта технология вдохновлена ​​структурой окислительно-восстановительной реакции, происходящей в организме человека.

Причиной прочности углепластика является сочетание углеродного волокна и пластика. Углеродные волокна не ломаются легко и прочны, но они легко гнутся. Если углеродное волокно связать смолой, оно становится отличным материалом, обладающим одновременно легкостью и прочностью, достигая мощного сочетания углеродного волокна и пластика удивительной прочности, но, наоборот, это также является большим препятствием для переработки.

Термореактивный пластик, используемый в углепластике, после затвердевания очень трудно разлагается, и его можно утилизировать только путем сжигания или захоронения на свалке в течение длительного времени. Раньше для переработки использовался меркаптоэтанол, который может разрушить связь SS в углепластике, но этот агент слишком токсичен, небезопасен и не безвреден для окружающей среды.

Группа исследователей и разработчиков обратила свое внимание на природный биоматериал, который растворяли в воде, а затем добавляли к органическому растворителю, в который помещали углепластик, а смола в углепластике растворялась в жидкой фазе после перемешивания в течение нескольких часов при комнатной температуре.

Принцип заключается в том, что природа биоструктурированного материала использовалась для реорганизации связи SS в углепластике и замены связи SS в смоле, а разложившаяся смола была растворена в органическом растворителе.

Разложение достигается заменой ключа СС в углепластике

Углепластик пропитывается растворителем → после перемешивания в течение 3 часов → смола полностью растворяется и углеродное волокно полностью отделяется → раствор после разложения углепластика

Ожидается, что эта технология, позволяющая разлагать и повторно использовать прочный углепластик путем простого добавления в раствор биологических материалов без использования вредных веществ, станет ключом к популярности углепластика в эпоху энергосбережения и защиты окружающей среды.