Pochi giorni fa, il professore dell'Università di Washington Aniruddh Vashisth ha pubblicato un articolo sull'autorevole rivista internazionale Carbon, affermando di aver sviluppato con successo un nuovo tipo di materiale composito in fibra di carbonio.A differenza del tradizionale CFRP, che non può essere riparato una volta danneggiato, i nuovi materiali possono essere riparati ripetutamente.
Pur mantenendo le proprietà meccaniche dei materiali tradizionali, il nuovo CFRP aggiunge un nuovo vantaggio, ovvero può essere riparato ripetutamente sotto l'azione del calore.Il calore può riparare eventuali danni da fatica del materiale e può anche essere utilizzato per decomporre il materiale quando deve essere riciclato alla fine del ciclo di servizio.Poiché il CFRP tradizionale non può essere riciclato, è importante sviluppare un nuovo materiale che possa essere riciclato o riparato utilizzando energia termica o riscaldamento a radiofrequenza.
Il professor Vashisth ha affermato che la fonte di calore può ritardare indefinitamente il processo di invecchiamento del nuovo CFRP.A rigor di termini, questo materiale dovrebbe chiamarsi Carbon Fiber Reinforced Vitrimers (vCFRP, Carbon Fiber Reinforced Vitrimers).Il polimero di vetro (Vitrimers) è un nuovo tipo di materiale polimerico che combina i vantaggi della plastica termoplastica e termoindurente inventato dallo scienziato francese Professor Ludwik Leibler nel 2011. Il materiale Vitrimers utilizza un meccanismo di scambio di legame dinamico, che può eseguire uno scambio di legame chimico reversibile in modo dinamico quando riscaldato, e allo stesso tempo mantenere una struttura reticolata nel suo insieme, in modo che i polimeri termoindurenti possano essere autoriparanti e rilavorati come i polimeri termoplastici.
Al contrario, i materiali compositi comunemente indicati come fibra di carbonio sono materiali compositi a matrice di resina rinforzata con fibra di carbonio (CFRP), che possono essere suddivisi in due tipi: termoindurenti o termoplastici a seconda della diversa struttura della resina.I materiali compositi termoindurenti di solito contengono resina epossidica, i cui legami chimici possono consolidare in modo permanente il materiale in un unico corpo.I compositi termoplastici contengono resine termoplastiche relativamente morbide che possono essere fuse e rilavorate, ma ciò influenzerà inevitabilmente la resistenza e la rigidità del materiale.
I legami chimici in vCFRP possono essere collegati, scollegati e ricollegati per ottenere una "via di mezzo" tra materiali termoindurenti e termoplastici.I ricercatori del progetto ritengono che i Vitrimers possano diventare un sostituto delle resine termoindurenti ed evitare l'accumulo di compositi termoindurenti nelle discariche.I ricercatori ritengono che vCFRP rappresenterà un importante passaggio dai materiali tradizionali ai materiali dinamici e avrà una serie di impatti in termini di costo dell'intero ciclo di vita, affidabilità, sicurezza e manutenzione.
Al momento, le pale delle turbine eoliche sono una delle aree in cui l'utilizzo di CFRP è elevato e il recupero delle pale è sempre stato un problema in questo campo.Dopo la scadenza del periodo di servizio, migliaia di lame ritirate sono state gettate in discarica sotto forma di discarica, il che ha causato un enorme impatto sull'ambiente.
Se vCFRP può essere utilizzato per la produzione di lame, può essere riciclato e riutilizzato mediante semplice riscaldamento.Anche se la lama trattata non può essere riparata e riutilizzata, almeno può essere decomposta dal calore.Il nuovo materiale trasforma il ciclo di vita lineare dei compositi termoindurenti in un ciclo di vita ciclico, che sarà un grande passo verso lo sviluppo sostenibile.
Se vCFRP può essere utilizzato per la produzione di lame, può essere riciclato e riutilizzato mediante semplice riscaldamento.Anche se la lama trattata non può essere riparata e riutilizzata, almeno può essere decomposta dal calore.Il nuovo materiale trasforma il ciclo di vita lineare dei compositi termoindurenti in un ciclo di vita ciclico, che sarà un grande passo verso lo sviluppo sostenibile.
Tempo di pubblicazione: Nov-09-2021