Некалькі дзён таму прафесар Вашынгтонскага ўніверсітэта Анірудх Вашыштх апублікаваў артыкул у міжнародным аўтарытэтным часопісе Carbon, у якім сцвярджаецца, што яму ўдалося распрацаваць новы тып кампазітнага матэрыялу з вугляроднага валакна. У адрозненне ад традыцыйнага вугляпластыку, які нельга адрамантаваць пасля пашкоджання, новыя матэрыялы можна рамантаваць неаднаразова.
Захоўваючы механічныя ўласцівасці традыцыйных матэрыялаў, новы вугляпластык мае новую перавагу, а менавіта магчымасць паўторнага рамонту пад уздзеяннем цяпла. Цяпло можа аднавіць любыя пашкоджанні матэрыялу ад стомленасці, а таксама можа быць выкарыстана для раскладання матэрыялу, калі яго неабходна перапрацаваць у канцы тэрміну службы. Паколькі традыцыйны вугляпластык нельга перапрацаваць, важна распрацаваць новы матэрыял, які можна перапрацаваць або адрамантаваць з дапамогай цеплавой энергіі або радыёчастотнага нагрэву.
Прафесар Вашышт сказаў, што крыніца цяпла можа на нявызначаны тэрмін затрымаць працэс старэння новага вугляпластыку. Строга кажучы, гэты матэрыял варта было б называць вітрымерамі, узмоцненымі вугляродным валакном (vCFRP, вугляродна-армаваныя вітрымеры). Шклопалімер (вітрымеры) — гэта новы тып палімернага матэрыялу, які спалучае перавагі тэрмапластычных і тэрмарэактыўных пластыкаў, вынайдзеных французскім навукоўцам прафесарам Людвікам Лейблерам у 2011 годзе. Матэрыял вітрымераў выкарыстоўвае механізм дынамічнага абмену сувязямі, які можа выконваць зварачальны абмен хімічнымі сувязямі дынамічна пры награванні, і ў той жа час захоўваць зшытую структуру ў цэлым, так што тэрмарэактыўныя палімеры могуць самааднаўляцца і перапрацоўвацца, як тэрмапластычныя палімеры.
У адрозненне ад гэтага, вугляродна-валакністыя кампазітныя матэрыялы звычайна называюць вугляродна-валакністычнымі кампазітнымі матэрыяламі на аснове смалы (CFRP), якія можна падзяліць на два тыпы: тэрмарэактыўныя або тэрмапластычныя ў залежнасці ад структуры смалы. Тэрмарэактыўныя кампазітныя матэрыялы звычайна ўтрымліваюць эпаксідную смалу, хімічныя сувязі ў якой могуць канчаткова аб'яднаць матэрыял у адзінае цэлае. Тэрмапластычныя кампазіты ўтрымліваюць адносна мяккія тэрмапластычныя смалы, якія можна плаўляць і перапрацоўваць, але гэта непазбежна паўплывае на трываласць і калянасць матэрыялу.
Хімічныя сувязі ў vCFRP можна злучаць, раз'ядноўваць і зноў злучаць, каб атрымаць «залатую сярэдзіну» паміж тэрмарэактыўнымі і тэрмапластычнымі матэрыяламі. Даследчыкі праекта лічаць, што вітрымеры могуць стаць заменнікам тэрмарэактыўных смол і пазбегнуць назапашвання тэрмарэактыўных кампазітаў на палігонах. Даследчыкі лічаць, што vCFRP стане істотным пераходам ад традыцыйных матэрыялаў да дынамічных матэрыялаў і будзе мець шэраг наступстваў з пункту гледжання кошту на працягу ўсяго жыццёвага цыклу, надзейнасці, бяспекі і абслугоўвання.
У цяперашні час лопасці ветраных турбін з'яўляюцца адной з абласцей, дзе шырока выкарыстоўваецца вугляпластык, і аднаўленне лопасцяў заўсёды было праблемай у гэтай галіне. Пасля заканчэння тэрміну службы тысячы адпрацаваных лопасцяў былі выкінуты на сметнік, што аказала велізарны ўплыў на навакольнае асяроддзе.
Калі вугляпластык (vCFRP) можна выкарыстоўваць для вырабу лязоў, яго можна перапрацаваць і паўторна выкарыстоўваць шляхам простага награвання. Нават калі апрацаванае лязо нельга адрамантаваць і паўторна выкарыстоўваць, яго, прынамсі, можна раскласці пад уздзеяннем цяпла. Новы матэрыял пераўтварае лінейны жыццёвы цыкл тэрмарэактыўных кампазітаў у цыклічны жыццёвы цыкл, што стане вялікім крокам да ўстойлівага развіцця.
Калі вугляпластык (vCFRP) можна выкарыстоўваць для вырабу лязоў, яго можна перапрацаваць і паўторна выкарыстоўваць шляхам простага награвання. Нават калі апрацаванае лязо нельга адрамантаваць і паўторна выкарыстоўваць, яго, прынамсі, можна раскласці пад уздзеяннем цяпла. Новы матэрыял пераўтварае лінейны жыццёвы цыкл тэрмарэактыўных кампазітаў у цыклічны жыццёвы цыкл, што стане вялікім крокам да ўстойлівага развіцця.
Час публікацыі: 9 лістапада 2021 г.
