Een onderzoeksteam van WSU heeft voor het eerst een veelbelovende manier ontwikkeld om de populaire koolstofvezelplastics te recyclen die in alles worden gebruikt, van moderne vliegtuigen en sportartikelen tot de windenergie-industrie.

Het werk, gemeld in Polymeerafbraak en stabiliteit , biedt een efficiënte manier om de dure koolstofvezel en andere materialen waaruit de composieten bestaan ​​opnieuw te gebruiken.

vliegtuigen, windmolens, veel producten

Met koolstofvezel versterkte kunststoffen worden steeds populairder in veel industrieën, met name de luchtvaart, omdat ze licht en sterk zijn. Zij zijn, echter, zeer moeilijk af te breken of te recyclen, en het weggooien ervan is een steeds grotere zorg geworden. Terwijl thermoplasten, het soort plastic dat in melkflessen wordt gebruikt, kan worden gesmolten en gemakkelijk opnieuw worden gebruikt, de meeste composieten die in vliegtuigen worden gebruikt, zijn thermoharders. Deze soorten kunststoffen zijn uitgehard en kunnen niet gemakkelijk ongedaan worden gemaakt en worden teruggebracht naar hun oorspronkelijke materialen.

Bijtende chemicaliën geëlimineerd

Om ze te recyclen, onderzoekers hebben meestal geprobeerd ze mechanisch te vermalen of af te breken met zeer hoge temperaturen of agressieve chemicaliën om de dure koolstofvezel terug te winnen. Vaak, echter, de koolstofvezel wordt daarbij beschadigd. De gebruikte bijtende chemicaliën zijn gevaarlijk en moeilijk te verwijderen. Ze vernietigen ook de matrixharsmaterialen in de composieten, het creëren van een rommelig mengsel van chemicaliën en een bijkomend afvalprobleem.

Milde chemicaliën, lage temperaturen

In hun project hebben Jinwen Zhang, een professor aan de School of Mechanical and Materials Engineering, en zijn team ontwikkelden een nieuwe chemische recyclingmethode die milde zuren als katalysatoren in vloeibare ethanol bij een relatief lage temperatuur gebruikte om de thermoharders af te breken. Vooral, het was de combinatie van chemicaliën die effectief bleek, zei Zhang, die een scheikundige achtergrond heeft. Om uitgeharde materialen effectief af te breken, de onderzoekers verhoogden de temperatuur van het materiaal zodat de katalysatorbevattende vloeistof in het composiet kan doordringen en de complexe structuur kan afbreken. Zhang gebruikte ethanol om de harsen te laten uitzetten en zinkchloride om kritische koolstof-stikstofbindingen af ​​te breken.

"Het is van cruciaal belang om efficiënte katalytische systemen te ontwikkelen die in de uitgeharde harsen kunnen doordringen en de chemische bindingen van uitgeharde harsen kunnen afbreken, " hij zei.

Vezels conserveren voor hergebruik

De onderzoekers konden zowel de koolstofvezels als het harsmateriaal in een bruikbare vorm bewaren die gemakkelijk opnieuw kon worden gebruikt. Ze hebben patent aangevraagd en werken eraan om hun methoden te commercialiseren.