Forskere udvikler genbrug til kulfiberkompositter

Et WSU -forskerhold har for første gang udviklet en lovende måde at genbruge den populære kulfiberplast, der bruges i alt fra moderne fly og sportsartikler til vindenergiindustrien.

Arbejdet, rapporteret i Polymer Nedbrydning og stabilitet , giver en effektiv måde at genbruge de dyre kulfiber og andre materialer, der udgør kompositterne.

Fly, vindmøller, mange produkter

Kulfiberforstærket plast bliver stadig mere populær i mange industrier, især luftfart, fordi de er lette og stærke. De er, imidlertid, meget svært at nedbryde eller genbruge, og bortskaffelse af dem er blevet en stigende bekymring. Mens termoplast, den type plast, der bruges i mælkeflasker kan smeltes og let genbruges, de fleste kompositter, der bruges i fly, er termohærdende. Disse typer plast er hærdet og kan ikke let fortrydes og returneres til deres originale materialer.

Ætsende kemikalier elimineres

For at genbruge dem, forskere har for det meste prøvet at slibe dem ned mekanisk eller nedbryde dem med meget høje temperaturer eller hårde kemikalier for at genvinde den dyre kulfiber. Ofte, imidlertid, kulfiberen er beskadiget i processen. De anvendte ætsende kemikalier er farlige og vanskelige at bortskaffe. De ødelægger også matrixharpiksmaterialerne i kompositterne, skabe en rodet blanding af kemikalier og et yderligere affaldsproblem.

Milde kemikalier, lave temperaturer

I deres projekt, Jinwen Zhang, en professor på School of Mechanical and Materials Engineering, og hans team udviklede en ny kemisk genbrugsmetode, der brugte milde syrer som katalysatorer i flydende ethanol ved en relativt lav temperatur for at nedbryde termohærdningerne. I særdeleshed, det var kombinationen af ​​kemikalier, der viste sig effektive, sagde Zhang, som har en kemi baggrund. For effektivt at nedbryde hærdet materiale, forskerne hævede temperaturen på materialet, så den katalysatorholdige væske kan trænge ind i kompositten og nedbryde den komplekse struktur. Zhang brugte ethanol til at få harpikserne til at ekspandere og zinkchlorid til at nedbryde kritiske carbon-nitrogenbindinger.

"Det er afgørende at udvikle effektive katalytiske systemer, der er i stand til at trænge ind i de hærdede harpikser og nedbryde de kemiske bindinger af hærdede harpikser, " han sagde.

Konservering af fibre til genbrug

Forskerne var i stand til at bevare kulfiberne samt harpiksmaterialet i en nyttig form, der let kunne genbruges. De har ansøgt om patent og arbejder på at kommercialisere deres metoder.