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不再浪费,碳纤维统统“到碗里来”
发布时间:2018-03-13   浏览次数:139

碳纤维的基体环氧树脂很难溶解,因此很难实现碳纤维的回收再利用,造成了资源浪费。现在,乔治亚理工学院的研究人员发现了一种新的回收碳纤维的方法,企业再也不用担心性能优良的碳纤维白白流失了。碳纤维,乖乖到碗里来吧!

上图为乔治亚理工学院乔治·W·伍德拉夫机械工程学院的博士后KaiYu坐在一片浸泡在乙醇中的碳纤维复合材料的后面。乔治亚理工学院的研究人员已经开发出一种可以将某些类型的热固性碳纤维复合材料几乎100%回收的方法。

这种新的方法是通过将复合材料浸泡在乙醇溶剂中,让约束并使碳纤维成型的环氧树脂缓慢溶解。一旦溶解,碳纤维与环氧树脂便可分离并实现新的应用。

“我们想出的这个方法可以直接用于很多工业上的应用,并具有经济与环境双重效益,”乔治亚理工学院乔治·W·伍德拉夫机械工程学院的博士后KaiYu说道。

这项研究是由美国国家科学基金会、中国国家自然科学基金、新加坡A*Star公共部门基金和新加坡国家研究基金会支持的数字化制造和设计中心(DManD)共同赞助的,并于去年7月12日发表在期刊AdvancedFunctional Materials上。

碳纤维,以强度和轻质著称,被广泛应用于航空航天和汽车等领域。但是不同于铝、铁、塑料,它的缺点之一,就是难以回收。伍德拉夫学院的JerryQi教授领导了一个由乔治亚理工学院可再生生物制品学院的研究人员组成的团队。他表示,传统碳纤维的再回收面临着两个挑战。

Qi 说:“碳纤维的聚合物基体通常都是像橡胶一样的交联结构,不能轻易溶解,因此很难除去聚合物以回收嵌在其中的更有价值的碳纤维。”该研究团队采用了一种名为vitrimer的特殊的环氧树脂来作为碳纤维的基体材料。

“vitrimers 中含有在某些条件下可以替换结构但不损坏交联网络完整性的动态键,”Yu说道,“我们让小分子化合物乙醇参与到网络结构的替代反应中,能有效地溶解vitrimers。”Qi表示这种新的循环过程有望实现美国和欧洲每年产生的数千吨碳纤维废料的回收再利用。“该方法的另一个优点则是简单快捷,”Yu说道,他目前也是科罗拉多大学丹佛分校的一个助理教授。


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来源:材料牛
 关键词:碳纤维
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