English
簡體中文
近年來，循環(huán)經(jīng)濟(jì)日益受到重視，對回收材料制成品的需求也與日俱增。然而，許多材料的回收利用次數(shù)卻是有限的，因為回收過程會對它們造成磨損——對碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）復(fù)合材料和非生物降解材料的回收就屬于這種情況。截止到目前，回收這類材料尚缺乏可行的方法。
通常，CRFP主要被用于風(fēng)機(jī)葉片，以及飛機(jī)、汽車和輪船等交通工具、筆記本電腦和移動電話之類的日常用品中，隨著使用壽命的結(jié)束，它們通常被送到垃圾填埋場中或者被焚化，這對環(huán)境和公眾健康都會帶來嚴(yán)重影響。
現(xiàn)在，絕大多數(shù)的回收方法都會引起再生材料力學(xué)性能和物理性能的大幅降低，從而削弱其核心功能。為了更有效地回收CFRP材料，悉尼大學(xué)土木工程學(xué)院的研究人員們開發(fā)了一種優(yōu)化方法，可以保留材料90%的原始強(qiáng)度。
“人們通常認(rèn)為，一種材料可以循環(huán)利用無數(shù)次，但事實并非如此，因為大多數(shù)的回收工藝會降低材料的力學(xué)性能和物理性能。”負(fù)責(zé)這項研究的席研究員Ali Hadigheh博士解釋說，“到目前為止，碳纖維復(fù)合材料制成品的持續(xù)循環(huán)利用尚不可能，這是因為，大多數(shù)的回收都要經(jīng)歷切割、粉碎或研磨的過程，在此過程中，纖維會磨損，從而降低未來產(chǎn)品的性能。”
為了解決這一問題，以為實現(xiàn)真正的循環(huán)經(jīng)濟(jì)提供支持，悉尼大學(xué)土木工程學(xué)院的研究人員們開發(fā)了一種高效低成本的碳纖維回收方法，這是一種兩步法的優(yōu)化工藝：步是高溫分解，即利用熱量來分解材料，但會產(chǎn)生明顯的燒灼物質(zhì)，這些物質(zhì)會阻止碳纖維與樹脂基體的良好結(jié)合；第二步是氧化，即利用高溫來去除這些燒灼物質(zhì)。
通常，單獨(dú)的熱解和氧化都不足以保護(hù)碳纖維，而且這些工藝早已存在。為了確保高質(zhì)量的回收以及良好的經(jīng)濟(jì)效益，需要對引起復(fù)合材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所需的能量進(jìn)行分析，以此來指導(dǎo)CFRPs的熱分解，從而將碳纖維從周圍的樹脂基體中分離出來。
悉尼大學(xué)土木工程學(xué)院的研究人員們之所以取得了成功，是因為他們增加了具體的參數(shù)，如溫度、升溫速率、氣壓，以及氧化和加熱所需的時間，從而有效地保護(hù)了碳纖維的功能。
Ali Hadigheh博士表示，他們開展這項研究的目的，是希望采用回收碳纖維復(fù)合材料來生產(chǎn)高級別、低成本的結(jié)構(gòu)材料，并將其用于航空、汽車、體育用品、再生能源和建筑等行業(yè)中。