Recycling van composietmaterialen kan tot 70 procent goedkoper zijn en leiden tot 90-95 procent reductie van CO ₂ emissies in vergelijking met standaardproductie.

De laatste jaren is er meer aandacht voor de circulaire economie en een grotere vraag naar producten gemaakt van recyclebare materialen, veel materialen kunnen echter maar zo vaak worden gerecycled voordat ze beginnen te verslijten.

Dit is het geval bij composieten van koolstofvezelversterkt polymeer (CFRP), niet-biologisch afbreekbare materialen die, tot nu, een levensvatbare recyclingmethode ontbraken.

CRFP-composieten zijn aanwezig in producten zoals windturbines, vliegtuig onderdelen, voertuigen zoals auto's en schepen, en alledaagse technologie zoals laptops en mobiele telefoons.

Ze worden meestal verwijderd op stortplaatsen of door verbranding, die een aanzienlijke bedreiging vormen voor zowel het milieu als de volksgezondheid.

De overgrote meerderheid van de bestaande recyclingmethoden leidt ook tot een grote vermindering van de mechanische en fysieke eigenschappen van het teruggewonnen materiaal, de kernfunctionaliteit ervan verzwakken.

Onderzoekers van de School of Civil Engineering van de University of Sydney hebben een geoptimaliseerde methode ontwikkeld voor het recyclen van CFRP-composieten met behoud van 90 procent van hun oorspronkelijke sterkte.

"Wereldwijd en in Australië is er een mars naar betere recyclingprocessen geweest, er is echter vaak de overtuiging dat een materiaal een oneindig aantal keren kan worden gerecycled - dit is gewoon niet het geval. De meeste recyclingprocessen verminderen de mechanische of fysieke eigenschappen van materialen, " zei de hoofdonderzoeker van de studie, Dr. Ali Hadigheh.

"Tot nu, het was onmogelijk om producten gemaakt van koolstofvezels continu te recyclen. Aangezien de meeste recycling bestaat uit versnipperen, snijden of slijpen, vezels zijn versleten, de levensvatbaarheid van een toekomstig product verminderen, " zei dr. Hadigheh.

"Dit vormt een enorme uitdaging en bedreiging voor ons milieu, omdat het heeft geleid tot de productie van nieuwe koolstofvezel die aanzienlijk bijdraagt ​​aan de uitstoot van broeikasgassen.

"Om dit probleem te bestrijden en een echte circulaire economie te ondersteunen, we hebben een efficiënte en kosteneffectieve methode ontwikkeld voor het recyclen van koolstofvezel, die aanwezig is in tablets tot en met BMW's."

"Om dit te doen gebruikten we een tweefasige, geoptimaliseerd proces. De eerste stap heet "pyrolyse, " die een materiaal afbreekt met behulp van warmte, maar verkoolt de materialen aanzienlijk waardoor het geen goede binding met een harsmatrix kan ontwikkelen. Het tweede proces, oxidatie, gebruikt hoge temperaturen om deze verkoling te verwijderen.

"Pyrolyse en oxidatie alleen zijn niet voldoende om koolstofvezels te conserveren en deze processen bestaan ​​al geruime tijd. Om een ​​hoogwaardige terugwinning en economische efficiëntie te garanderen, thermische ontleding van CFRP's moet worden geleid door de energie te analyseren die nodig is om een ​​chemische reactie in de composiet te starten, en scheid koolstofvezels van de omringende harsmatrix.

"Wat onze methode zo succesvol maakt, is dat we specifieke parameters hebben toegevoegd, zoals temperatuur, verwarmingssnelheid, atmosfeer of tijd besteed aan het oxideren en verhitten, waardoor de functionaliteit van koolstofvezel behouden blijft."

"We zijn aan het project begonnen met het doel hoogwaardige, goedkope structurele materialen gemaakt van gerecyclede koolstofvezelcomposieten, voor gebruik in industrieën van lucht- en ruimtevaart en auto's tot sportartikelen en hernieuwbare energie en de bouw."

In 2010, de wereldwijde productie van vezelversterkte polymeren (FRP) bedroeg ongeveer 6 miljoen ton met een verwachte groei van 300 procent in het volgende decennium. Met deze projectie het verbruik van GVK zal tegen 2025 meer dan 18 miljoen ton bedragen, met een eindproductwaarde van AUD $ 80 miljard.

"Het Australian National Waste Report 2016 concludeert dat het gebruik van composietmaterialen toekomstige uitdagingen voor recycling creëert. als we geen efficiënte en kosteneffectieve methoden ontwikkelen om koolstofvezelcomposieten te recyclen, we riskeren het milieu aanzienlijk te beschadigen, " zei dr. Hadigheh.