¡Nuevo avance! Reciclaje verde de compuestos de fibra de carbono (CFRP)

Prefacio

La fibra de carbono es conocida como el "rey de los materiales" y el "oro negro" en la industria. Es ampliamente utilizado en aviación, aeroespacial, energía, transporte, palas de energía eólica, puentes de construcción, equipos militares y otros campos, y es un material importante para la defensa nacional y la producción civil.

En los últimos años, a medida que la industria de la fibra de carbono ha entrado en un período de rápido desarrollo, la aplicación de compuestos de fibra de carbono ha ido en aumento y se producen cada vez más residuos en el proceso de producción. Los expertos en la industria señalan que todos los aspectos de la cadena de la industria de la fibra de carbono producen desechos, y la tasa de desechos solo en el proceso de producción y fabricación es tan alta como 30% a 50%. Además, el CFRP es difícil de reparar, e incluso se descartará parte del daño.

Dado que los compuestos de fibra de carbono no se pueden degradar en condiciones naturales, una gran cantidad de chatarra y desechos solo se pueden depositar en vertederos. Según las estadísticas, el uso global de fibra de carbono solo en 2018 alcanzó las 92.600 toneladas, de las cuales, la cantidad de chatarra fue de 30.300 toneladas. Esto no solo causará contaminación al medio ambiente, sino que también es un gran desperdicio de recursos.

Tecnología de descomposición y reciclaje de CFRP a temperatura ambiente

El equipo de investigación ha desarrollado una tecnología que simplemente puede descomponer el CFRP a baja temperatura. Si el CFRP se sumerge en la solución, la fibra de carbono se puede separar de la resina en poco tiempo y la materia prima de la resina se puede reciclar al mismo tiempo.

Esta tecnología es una nueva tecnología revolucionaria para devolver el CFRP difícil de procesar a la materia prima y reciclarlo todo. Esta tecnología está inspirada en la estructura de la reacción redox que ocurre en el cuerpo humano.

La razón de la fuerza de CFRP es la combinación de fibra de carbono y plástico. Las fibras de carbono no se rompen fácilmente y son fuertes, pero se doblan con facilidad. Si las fibras de carbono se unen con resina, se convierte en un excelente material tanto en ligereza como en resistencia, logrando una poderosa combinación de fibras de carbono y plástico de una resistencia asombrosa, pero por el contrario, también es un gran obstáculo para el reciclaje.

El plástico termoendurecible que se usa en el CFRP, una vez solidificado, es muy difícil de descomponer y solo se puede desechar quemándolo o en un vertedero durante mucho tiempo. Anteriormente, se usaba el agente mercaptoetanol, que puede destruir el enlace SS dentro de CFRP, para el reciclaje, pero el agente es demasiado tóxico y no es seguro ni ecológico.

El equipo de I+D centró su atención en un biomaterial natural, que se disolvió en agua y luego se añadió a un disolvente orgánico, en el que se colocó CFRP, y la resina en CFRP se disolvió en la fase líquida después de agitar durante varias horas a temperatura ambiente.

El principio es que la naturaleza del material bioestructurado se usa para reorganizar el enlace SS en CFRP y reemplazar el enlace SS en la resina, y la resina descompuesta se disuelve en el solvente orgánico.

Conclusión

Se espera que esta tecnología, que puede descomponer el CFRP fuerte y reutilizarlo simplemente agregando materiales biológicos a la solución sin usar agentes nocivos, sea la clave de la popularidad del CFRP en la era de la conservación de la energía y la protección del medio ambiente.