'n Paar dae gelede het professor Aniruddh Vashisth van die Universiteit van Washington 'n artikel in die internasionaal gesaghebbende tydskrif Carbon gepubliseer, waarin hy beweer het dat hy suksesvol 'n nuwe tipe koolstofvesel-saamgestelde materiaal ontwikkel het. Anders as tradisionele CFRP, wat nie herstel kan word sodra dit beskadig is nie, kan nuwe materiale herhaaldelik herstel word.
Terwyl die meganiese eienskappe van tradisionele materiale behoue bly, voeg die nuwe CFRP 'n nuwe voordeel by, naamlik dat dit herhaaldelik herstel kan word onder die werking van hitte. Hitte kan enige moegheidskade van die materiaal herstel, en kan ook gebruik word om die materiaal te ontbind wanneer dit aan die einde van die diensiklus herwin moet word. Aangesien tradisionele CFRP nie herwin kan word nie, is dit belangrik om 'n nuwe materiaal te ontwikkel wat herwin of herstel kan word deur termiese energie of radiofrekwensieverhitting te gebruik.
Professor Vashisth het gesê dat die hittebron die verouderingsproses van die nuwe CFRP onbepaald kan vertraag. Streng gesproke moet hierdie materiaal Koolstofveselversterkte Vitrimere (vCFRP, Carbon Fiber Reinforced Vitrimers) genoem word. Glaspolimeer (Vitrimere) is 'n nuwe tipe polimeermateriaal wat die voordele van termoplastiese en termoherstellende plastiek kombineer, uitgevind deur die Franse wetenskaplike professor Ludwik Leibler in 2011. Vitrimermateriaal gebruik 'n dinamiese bindingsuitruilmeganisme, wat omkeerbare chemiese bindingsuitruiling op 'n dinamiese wyse kan uitvoer wanneer dit verhit word, en terselfdertyd 'n kruisgebinde struktuur as geheel kan handhaaf, sodat termoherstellende polimere selfgenesend kan wees en herverwerk kan word soos termoplastiese polimere.
In teenstelling hiermee is die algemeen na verwys as koolstofvesel-saamgestelde materiale koolstofveselversterkte harsmatriks-saamgestelde materiale (CFRP), wat in twee tipes verdeel kan word: termohardende of termoplastiese volgens die verskillende harsstruktuur. Termohardende saamgestelde materiale bevat gewoonlik epoksiehars, waarvan die chemiese bindings die materiaal permanent in een liggaam kan konsolideer. Termoplastiese saamgestelde materiale bevat relatief sagte termoplastiese harse wat gesmelt en herverwerk kan word, maar dit sal onvermydelik die sterkte en styfheid van die materiaal beïnvloed.
Die chemiese bindings in vCFRP kan gekoppel, ontkoppel en herkoppel word om 'n "middelweg" tussen termoherdende en termoplastiese materiale te verkry. Projeknavorsers glo dat vitrimere 'n plaasvervanger vir termoherdende harse kan word en die ophoping van termoherdende komposiete in stortingsterreine kan vermy. Navorsers glo dat vCFRP 'n groot verskuiwing van tradisionele materiale na dinamiese materiale sal word, en 'n reeks impakte sal hê in terme van volle lewensikluskoste, betroubaarheid, veiligheid en onderhoud.
Tans is windturbinelemme een van die gebiede waar CFRP-gebruik groot is, en die herwinning van lemme was nog altyd 'n probleem in hierdie veld. Na die verstryking van die dienstydperk is duisende afgetrede lemme in die vorm van stortingsterreine weggegooi, wat 'n groot impak op die omgewing gehad het.
As vCFRP vir lemvervaardiging gebruik kan word, kan dit herwin en hergebruik word deur eenvoudige verhitting. Selfs al kan die behandelde lem nie herstel en hergebruik word nie, kan dit ten minste deur hitte ontbind word. Die nuwe materiaal omskep die lineêre lewensiklus van termohardende komposiete in 'n sikliese lewensiklus, wat 'n groot stap in die rigting van volhoubare ontwikkeling sal wees.
As vCFRP vir lemvervaardiging gebruik kan word, kan dit herwin en hergebruik word deur eenvoudige verhitting. Selfs al kan die behandelde lem nie herstel en hergebruik word nie, kan dit ten minste deur hitte ontbind word. Die nuwe materiaal omskep die lineêre lewensiklus van termohardende komposiete in 'n sikliese lewensiklus, wat 'n groot stap in die rigting van volhoubare ontwikkeling sal wees.
Plasingstyd: 9 Nov 2021
