Acum câteva zile, profesorul Aniruddh Vashisth de la Universitatea din Washington a publicat o lucrare în revista internațională autorizată Carbon, susținând că a dezvoltat cu succes un nou tip de material compozit din fibră de carbon. Spre deosebire de CFRP tradițional, care nu poate fi reparat odată deteriorat, materialele noi pot fi reparate în mod repetat.
Păstrând proprietățile mecanice ale materialelor tradiționale, noul CFRP adaugă un nou avantaj, și anume că poate fi reparat în mod repetat sub acțiunea căldurii. Căldura poate repara orice deteriorare prin oboseală a materialului și poate fi, de asemenea, utilizată pentru a descompune materialul atunci când acesta trebuie reciclat la sfârșitul ciclului de service. Deoarece CFRP tradițional nu poate fi reciclat, este important să se dezvolte un nou material care să poată fi reciclat sau reparat folosind energie termică sau încălzire prin radiofrecvență.
Profesorul Vashisth a afirmat că sursa de căldură poate întârzia pe termen nelimitat procesul de îmbătrânire al noului CFRP. Strict vorbind, acest material ar trebui denumit Vitrimere Armate cu Fibră de Carbon (vCFRP, Carbon Fiber Reinforced Vitrimers). Polimerul de sticlă (Vitrimers) este un nou tip de material polimeric care combină avantajele materialelor plastice termoplastice și termorezistente, inventat de omul de știință francez profesorul Ludwik Leibler în 2011. Materialul Vitrimer utilizează un mecanism dinamic de schimb de legături, care poate efectua schimburi chimice reversibile de legături într-o manieră dinamică atunci când este încălzit și, în același timp, menține o structură reticulată în ansamblu, astfel încât polimerii termorezistenti se pot auto-repara și reprocesa ca polimerii termoplastici.
În schimb, materialele compozite cu matrice de rășină armată cu fibră de carbon (CFRP) sunt denumite în mod obișnuit materiale compozite cu matrice de rășină armată cu fibră de carbon (termostat), care pot fi împărțite în două tipuri: termorezistente sau termoplastice, în funcție de structura diferită a rășinii. Materialele compozite termorezistente conțin de obicei rășină epoxidică, ale cărei legături chimice pot consolida permanent materialul într-un singur corp. Compozitele termoplastice conțin rășini termoplastice relativ moi, care pot fi topite și reprocesate, dar acest lucru va afecta inevitabil rezistența și rigiditatea materialului.
Legăturile chimice din vCFRP pot fi conectate, deconectate și reconectate pentru a obține o „cale de mijloc” între materialele termorezistente și cele termoplastice. Cercetătorii proiectului consideră că Vitrimerii pot deveni un substitut pentru rășinile termorezistente și pot evita acumularea de compozite termorezistente în depozitele de deșeuri. Cercetătorii consideră că vCFRP va reprezenta o trecere majoră de la materialele tradiționale la materialele dinamice și va avea o serie de impacturi în ceea ce privește costul complet al ciclului de viață, fiabilitatea, siguranța și întreținerea.
În prezent, palele turbinelor eoliene reprezintă unul dintre domeniile în care utilizarea CFRP este la scară largă, iar recuperarea palelor a fost întotdeauna o problemă în acest domeniu. După expirarea perioadei de utilizare, mii de pale scoase din uz au fost aruncate la groapa de gunoi, ceea ce a avut un impact uriaș asupra mediului.
Dacă vCFRP poate fi utilizat pentru fabricarea palelor, acesta poate fi reciclat și reutilizat prin simplă încălzire. Chiar dacă lama tratată nu poate fi reparată și reutilizată, cel puțin poate fi descompusă prin căldură. Noul material transformă ciclul de viață liniar al compozitelor termorezistente într-un ciclu de viață ciclic, ceea ce va reprezenta un pas important către dezvoltarea durabilă.
Dacă vCFRP poate fi utilizat pentru fabricarea palelor, acesta poate fi reciclat și reutilizat prin simplă încălzire. Chiar dacă lama tratată nu poate fi reparată și reutilizată, cel puțin poate fi descompusă prin căldură. Noul material transformă ciclul de viață liniar al compozitelor termorezistente într-un ciclu de viață ciclic, ceea ce va reprezenta un pas important către dezvoltarea durabilă.
Data publicării: 09 noiembrie 2021
