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【碳纤维塑料将能循环使用】

2017-08-09 16:35:33

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据国外媒体报到，美国华盛顿州立大学机械与材料工程学院的教授和他的团队首次开发了碳纤维塑料的回收方法, 在低温条件下, 用弱酸进行炭纤维复合材料的化学分解, 以便今后再利用。

随着汽车轻量化的发展, 碳纤维复合材料具有优异的性能, 如轻质、安全、舒适和可靠性 (也被翻译为 "碳纤维增强塑料"), 碳纤维增强塑料的使用是呈上升趋势的, 然而, 这种材料是不完美的, 往往很难分解或回收, 人们逐渐开始注意到材料的回收。与热塑性塑料不同, 这种材料不易固化、分解, 并还原为初始原料。

处理行业弊端的常用方法

为了实现碳纤维复合材料的回收利用, 在大多数情况下, 研究人员将使用机械设备来研磨材料, 或使用超高温来分解它, 或者在严苛的化学条件下将其还原为昂贵的碳纤维材料。

但是, 使用上述工艺时, 碳纤维通常是破损的, 而残余的化学物质往往是腐蚀性的, 会危害人体。更糟的是, 要妥善处理废物是很困难的。此外, 如果用上述处理方法, 所含材料中含有的树脂基体材料 (基质树脂材料) 会被损坏, 形成各种化学物质, 因为它难以迅速清除, 进而增加废弃物处理难度。

教授和他的团队为解决再生碳纤维复合材料的问题, 他们开发并采用了一种新的化学回收方法: 他们使用各种弱酸 (轻度酸) 作为催化剂, 将它们加入液态乙醇, 在低温下反应, 使热固性材料 (热固性) 分解。值得一提的是, 他们在实验中使用了化学药品的组合。

为了提高固化材料的分解速率, 研究人员对材料的温度进行了改进, 使含催化剂的液体渗透到复合材料中, 实现了碳纤维复合材料的化学分解。教授使用乙醇液体, 使树脂体积膨胀, 然后用氯化锌分解碳氮键 , 这一步是极其重要的。

"这一复苏的关键是开发高效的催化系统 (催化体系), 它能穿透固化树脂, 然后分解固化树脂的化学键," 他说。

该研究团队还开发了一种有效的方法来妥善保存碳纤维和树脂以备日后使用。目前, 该团队已对其技术进行了专利, 并致力于促进该技术的商业化。

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