Pirms dažām dienām Vašingtonas Universitātes profesors Aniruds Vašists publicēja rakstu starptautiski autoritatīvā žurnālā Carbon, apgalvojot, ka viņam ir veiksmīgi izstrādīts jauna veida oglekļa šķiedras kompozītmateriāls. Atšķirībā no tradicionālā CFRP, ko pēc bojājuma nevar salabot, jaunus materiālus var salabot atkārtoti.
Saglabājot tradicionālo materiālu mehāniskās īpašības, jaunajam CFRP ir jauna priekšrocība, proti, to var atkārtoti remontēt karstuma ietekmē. Karstums var novērst jebkādus materiāla noguruma bojājumus, un to var izmantot arī materiāla sadalīšanai, kad tas ir jāpārstrādā ekspluatācijas cikla beigās. Tā kā tradicionālo CFRP nevar pārstrādāt, ir svarīgi izstrādāt jaunu materiālu, ko var pārstrādāt vai remontēt, izmantojot siltumenerģiju vai radiofrekvences sildīšanu.
Profesors Vašists teica, ka siltuma avots var bezgalīgi aizkavēt jaunā CFRP novecošanās procesu. Stingri sakot, šis materiāls būtu jāsauc par ar oglekļa šķiedru pastiprinātiem vitrimeriem (vCFRP, Carbon Fiber Reinforced Vitrimers). Stikla polimērs (vitrimeri) ir jauna veida polimēru materiāls, kas apvieno termoplastisko un termoreaktīvo plastmasu priekšrocības, ko 2011. gadā izgudroja franču zinātnieks profesors Ludviks Leiblers. Vitrimeru materiālā tiek izmantots dinamiskās saišu apmaiņas mehānisms, kas karsējot var veikt atgriezenisku ķīmisko saišu apmaiņu dinamiskā veidā un vienlaikus saglabāt savstarpēji saistītu struktūru kopumā, lai termoreaktīvie polimēri varētu būt pašatjaunojošies un pārstrādāti tāpat kā termoplastiskie polimēri.
Turpretī parasti sauktie oglekļa šķiedras kompozītmateriāli ir ar oglekļa šķiedru pastiprināti sveķu matricas kompozītmateriāli (CFRP), kurus var iedalīt divos veidos: termoreaktīvos vai termoplastiskos atkarībā no atšķirīgās sveķu struktūras. Termoreaktīvie kompozītmateriāli parasti satur epoksīdsveķus, kuru ķīmiskās saites var neatgriezeniski saliedēt materiālu vienā ķermenī. Termoplastiskie kompozītmateriāli satur relatīvi mīkstus termoplastiskos sveķus, kurus var kausēt un pārstrādāt, taču tas neizbēgami ietekmēs materiāla izturību un stingrību.
Ķīmiskās saites vCFRP var savienot, atvienot un atkārtoti savienot, lai iegūtu "zelta vidusceļu" starp termoreaktīviem un termoplastiskiem materiāliem. Projekta pētnieki uzskata, ka Vitrimers var kļūt par termoreaktīvo sveķu aizstājēju un novērst termoreaktīvo kompozītmateriālu uzkrāšanos poligonos. Pētnieki uzskata, ka vCFRP kļūs par būtisku pāreju no tradicionāliem materiāliem uz dinamiskiem materiāliem, un tam būs virkne ietekmju pilna dzīves cikla izmaksu, uzticamības, drošības un apkopes ziņā.
Pašlaik vēja turbīnu lāpstiņas ir viena no jomām, kur CFRP tiek plaši izmantots, un lāpstiņu atgūšana šajā jomā vienmēr ir bijusi problēma. Pēc ekspluatācijas perioda beigām tūkstošiem nolietotu lāpstiņu tika izmestas poligonā, radot milzīgu ietekmi uz vidi.
Ja vCFRP var izmantot asmeņu ražošanā, to var pārstrādāt un atkārtoti izmantot, vienkārši karsējot. Pat ja apstrādāto asmeni nevar salabot un atkārtoti izmantot, to vismaz var sadalīt ar karstumu. Jaunais materiāls pārveido termoreaktīvo kompozītmateriālu lineāro dzīves ciklu cikliskā dzīves ciklā, kas būs liels solis ceļā uz ilgtspējīgu attīstību.
Ja vCFRP var izmantot asmeņu ražošanā, to var pārstrādāt un atkārtoti izmantot, vienkārši karsējot. Pat ja apstrādāto asmeni nevar salabot un atkārtoti izmantot, to vismaz var sadalīt ar karstumu. Jaunais materiāls pārveido termoreaktīvo kompozītmateriālu lineāro dzīves ciklu cikliskā dzīves ciklā, kas būs liels solis ceļā uz ilgtspējīgu attīstību.
Publicēšanas laiks: 2021. gada 9. novembris
