與標(biāo)準(zhǔn)制造相比，復(fù)合材料的回收可以便宜多達(dá)70%，并可以減少90-95%的CO 2排放量。近年來，人們越來越關(guān)注循環(huán)經(jīng)濟(jì)，并且對由可回收材料制成的產(chǎn)品的需求也日益增加，但是許多材料在開始磨損之前只能回收多次。

碳纖維增強(qiáng)聚合物(CFRP)復(fù)合材料就是這種情況，這種復(fù)合材料是不可生物降解的材料，直到現(xiàn)在還缺乏可行的回收方法。

CRFP復(fù)合材料存在于諸如風(fēng)力渦輪機(jī)，飛機(jī)零件，諸如汽車和輪船之類的車輛以及諸如筆記本電腦和移動(dòng)電話之類的日常技術(shù)中的產(chǎn)品。

它們通常被丟棄在垃圾掩埋場或通過焚化處理，這對環(huán)境和公共健康均構(gòu)成重大威脅。

現(xiàn)有的絕大多數(shù)回收方法還導(dǎo)致回收材料的機(jī)械和物理性能大大降低，從而削弱了其核心功能。

悉尼大學(xué)土木工程學(xué)院的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種優(yōu)化的方法，可以在使CFRP復(fù)合材料再生的同時(shí)保持其原始強(qiáng)度的90%。

“全球范圍內(nèi)和澳大利亞都在向著更好的回收過程邁進(jìn)，但是人們通常認(rèn)為材料可以無限次地回收-事實(shí)并非如此。大多數(shù)回收過程都會(huì)降低材料的機(jī)械或物理性能。材料”，該研究的首席研究員阿里·哈迪格(Ali Hadigheh)博士說。

Hadigheh博士說：“到現(xiàn)在為止，不可能連續(xù)地回收由碳纖維制成的產(chǎn)品。鑒于大多數(shù)回收涉及切碎，切割或磨碎，所以纖維已經(jīng)磨損，降低了未來產(chǎn)品的生存能力。”

他說：“這給我們的環(huán)境帶來了巨大的挑戰(zhàn)和威脅，因?yàn)樗鼘?dǎo)致了原始碳纖維的生產(chǎn)，而原始碳纖維對溫室氣體的排放做出了重大貢獻(xiàn)。

“為了解決這個(gè)問題并支持真正的循環(huán)經(jīng)濟(jì)，我們開發(fā)了一種有效且具有成本效益的方法來回收碳纖維，碳纖維存在于平板電腦中，直至寶馬。”

“為此，我們使用了兩階段的優(yōu)化過程。第一步稱為“熱解”，該步驟通過加熱使材料分解，但會(huì)顯著燒焦該材料，從而阻止了它與樹脂基體形成良好的粘合。第二步氧化過程中，使用高溫將其去除。

“僅熱解和氧化還不足以保存碳纖維，并且這些過程已經(jīng)存在了一段時(shí)間。為了確保高質(zhì)量的回收和經(jīng)濟(jì)效率，需要通過分析引發(fā)化學(xué)反應(yīng)所需的能量來指導(dǎo)CFRP的熱分解。在復(fù)合物中，從周圍的樹脂基體中分離出碳纖維。

“使我們的方法如此成功的原因在于，我們添加了特定的參數(shù)，例如溫度，加熱速率，氣氛或氧化和加熱所花費(fèi)的時(shí)間，這些參數(shù)可以保留碳纖維的功能。”

“我們開始該項(xiàng)目的目的是生產(chǎn)由回收的碳纖維復(fù)合材料制成的高檔，低成本結(jié)構(gòu)材料，用于從航空航天，汽車到體育用品，可再生能源和建筑的行業(yè)。”

2010年，全球纖維增強(qiáng)聚合物(FRP)產(chǎn)量約為600萬噸，預(yù)計(jì)未來十年將增長300%。按照這一預(yù)測，到2025年，玻璃鋼的消費(fèi)量將超過1800萬噸，最終產(chǎn)品價(jià)值為800億澳元。

“《2016年澳大利亞國家廢物報(bào)告》得出的結(jié)論是，復(fù)合材料的使用對回收利用提出了未來的挑戰(zhàn)。簡單地說，如果我們不開發(fā)出有效且具有成本效益的方法來回收碳纖維復(fù)合材料，我們將有可能嚴(yán)重破壞環(huán)境，”哈迪格博士。

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