研究人员开发碳纤维复合材料的回收利用

WSU研究团队首次开发了一种有前景的方法,将现代飞机和体育用品所采用的流行碳纤维塑料回收给风能行业。

聚合物降解和稳定性报告的工作提供了一种有效的方法来重新使用昂贵的碳纤维和组成复合材料的其他材料。

飞机,风车,很多产品

碳纤维增强塑料在许多行业尤其是航空业越来越受欢迎,因为它们轻巧而坚固。但是,他们很难分解或回收利用,处理这些问题已成为越来越多的关切。虽然热塑性塑料(牛奶瓶中使用的塑料类型)可以熔化并易于重新使用,但飞机上使用的大多数复合材料都是热固性材料。这些类型的塑料被固化并且不能容易地被去除并返回到其原始材料。

研究人员开发碳纤维复合材料的回收利用-CompositesPlus

张金文与他的碳纤维回收研究团队

苛性化学品被淘汰

为了回收它们,研究人员主要尝试将它们机械地研磨或用非常高的温度或苛刻的化学物质分解,以回收昂贵的碳纤维。然而,通常在该过程中碳纤维被损坏。所用的苛性化学品是危险的,难以处理。它们还会破坏复合材料中的基体树脂材料,产生混乱的化学物质和额外的废物问题。

温和化学品,低温

在他们的项目中,机械和材料工程学院教授金文文及其团队开发了一种新的化学回收方法,在相对较低的温度下使用弱酸作为液体乙醇中的催化剂,以分解热固性材料。张先生具有化学背景,特别是证明有效的化学物质结合。为了有效地分解固化材料,研究人员提高了材料的温度,使含催化剂的液体可以渗透到复合材料中并分解复合结构。张用乙醇使树脂膨胀,氯化锌分解关键碳 – 氮键。

他说:“开发能够渗入固化树脂和分解固化树脂化学键的有效催化体系至关重要。”

保留纤维重复使用

研究人员能够以可以容易地重新使用的有用形式保留碳纤维以及树脂材料。他们已经申请了专利,正在努力将他们的方法商业化。

这项工作由航空航天技术创新联合中心(JCATI)与业界合作伙伴Global Fiberglass Solutions合作资助。国家资助的JCATI致力于通过追求与航空航天公司相关的研究和提供以行业为重点的研究机会来支持华盛顿航空航天工业。除张先生外,该项目研究人员还有Junna Xin,助理研究员,刘璇博士,博士后研究员,研究生萧龙郭。这项研究与WSU的大挑战计划保持一致,刺激研究来解决一些社会最复杂的问题。它与“智能系统”的挑战及其基础和紧急材料的主题特别相关。

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