Некалькі дзён таму прафесар Вашынгтонскага ўніверсітэта Аніруд Вашыст апублікаваў артыкул у міжнародным аўтарытэтным часопісе Carbon, у якім сцвярджаецца, што ён паспяхова распрацаваў новы тып кампазітнага матэрыялу з вугляроднага валакна.У адрозненне ад традыцыйнага CFRP, які немагчыма аднавіць пасля пашкоджання, новыя матэрыялы можна рамантаваць шматкроць.
Захоўваючы механічныя ўласцівасці традыцыйных матэрыялаў, новы CFRP дадае новае перавага, гэта значыць, што яго можна шматразова рамантаваць пад дзеяннем цяпла.Цяпло можа аднавіць любыя пашкоджанні матэрыялу, выкліканыя стомленасцю, а таксама можа быць выкарыстана для раскладання матэрыялу, калі яго неабходна перапрацаваць у канцы працоўнага цыкла.Паколькі традыцыйны CFRP не можа быць перапрацаваны, важна распрацаваць новы матэрыял, які можна перапрацаваць або адрамантаваць з дапамогай цеплавой энергіі або радыёчастотнага нагрэву.
Прафесар Вашыст сказаў, што крыніца цяпла можа на нявызначаны час затрымаць працэс старэння новага вугляпласту.Уласна кажучы, гэты матэрыял павінен называцца витримеры, армаваныя вугляродным валакном (vCFRP, армаваныя вугляродным валакном витримеры).Шклопалімер (Vitrimers) - гэта новы тып палімернага матэрыялу, які спалучае ў сабе перавагі тэрмапластычных і тэрмарэактыўных пластмас, вынайдзеных французскім навукоўцам прафесарам Людвікам Лейблерам у 2011 годзе. Матэрыял Vitrimers выкарыстоўвае механізм дынамічнага абмену сувязямі, які можа дынамічна выконваць зваротны абмен хімічнымі сувязямі пры награванні і ў той жа час падтрымліваюць сшытую структуру ў цэлым, так што тэрмарэактыўныя палімеры могуць самааднаўляцца і перапрацоўвацца, як тэрмапластычныя палімеры.
У адрозненне ад гэтага, кампазітныя матэрыялы з вугляродным валакном, якія звычайна называюць кампазітнымі матэрыяламі з матрычнай смалы, армаваныя вугляродным валакном, можна падзяліць на два тыпы: рэактыўныя і тэрмапластычныя ў залежнасці ад рознай структуры смалы.Тэрмарэактыўныя кампазітныя матэрыялы звычайна ўтрымліваюць эпаксідную смалу, хімічныя сувязі ў якой могуць назаўжды кансалідаваць матэрыял у адно цела.Тэрмапластычныя кампазіты ўтрымліваюць адносна мяккія тэрмапластычныя смалы, якія можна плавіць і перапрацоўваць, але гэта непазбежна паўплывае на трываласць і калянасць матэрыялу.
Хімічныя сувязі ў vCFRP можна злучаць, раз'ядноўваць і зноўку злучаць, каб атрымаць «сярэднюю сярэдзіну» паміж рэактыўнымі і тэрмапластычнымі матэрыяламі.Даследчыкі праекта мяркуюць, што Vitrimers можа стаць заменай тэрмарэактыўных смол і пазбегнуць назапашвання термореактивных кампазітаў на звалках.Даследчыкі мяркуюць, што vCFRP стане сур'ёзным пераходам ад традыцыйных матэрыялаў да дынамічных і будзе мець шэраг уздзеянняў з пункту гледжання кошту поўнага жыццёвага цыкла, надзейнасці, бяспекі і абслугоўвання.
У цяперашні час лопасці ветраных турбін з'яўляюцца адной з абласцей, дзе шырока выкарыстоўваецца вугляпластык, і аднаўленне лопасцей заўсёды было праблемай у гэтай галіне.Пасля заканчэння тэрміну эксплуатацыі тысячы сышоўшых у адстаўку лязоў былі выкінутыя на звалку ў выглядзе звалкі, што выклікала велізарны ўплыў на навакольнае асяроддзе.
Калі vCFRP можна выкарыстоўваць для вырабу ляза, яго можна перапрацаваць і паўторна выкарыстоўваць простым награваннем.Нават калі апрацаванае лязо нельга адрамантаваць і выкарыстаць паўторна, па меншай меры яно можа раскласціся пад уздзеяннем цяпла.Новы матэрыял ператварае лінейны жыццёвы цыкл термореактивных кампазітаў у цыклічны жыццёвы цыкл, што стане вялікім крокам да ўстойлівага развіцця.
Калі vCFRP можна выкарыстоўваць для вырабу ляза, яго можна перапрацаваць і паўторна выкарыстоўваць простым награваннем.Нават калі апрацаванае лязо нельга адрамантаваць і выкарыстаць паўторна, па меншай меры яно можа раскласціся пад уздзеяннем цяпла.Новы матэрыял ператварае лінейны жыццёвы цыкл термореактивных кампазітаў у цыклічны жыццёвы цыкл, што стане вялікім крокам да ўстойлівага развіцця.
Час публікацыі: 9 лістапада 2021 г