Met behulp van polymeren en natuursteen slurry afval, Onderzoekers van UBC Okanagan produceren milieuvriendelijke steencomposieten.

Deze nieuwe composieten zijn gemaakt van eerder afgedankte materialen die zijn achtergelaten tijdens het snijden van natuurlijke structurele of decoratieve blokken voor gebouwen, bouwmaterialen of monumenten. Terwijl hergebruik van het afvalmateriaal van de natuursteenproductie gebruikelijk is in cement, tegels en beton, het toevoegen van de steenslurry aan polymeren is een nieuw en innovatief idee, legt School of Engineering Professor Abbas Milani uit.

Een groeiende industriële vraag naar multifunctionele biovriendelijke grondstoffen zet onderzoekers ertoe aan om biocomposieten en processen met toegevoegde waarde en energiebesparing te ontwikkelen, hij legt uit.

"Omdat de mest een afvalstof is, het gaat tegen lagere kosten voor de productie van gerecycled composiet, " zegt Milan, directeur van UBC's Materials and Manufacturing Research Institute (MMRI).

Milani en zijn collega's hebben onlangs UBC-eminentiefinanciering ontvangen om een ​​cluster van excellentieonderzoek op het gebied van biocomposieten op te zetten. Het cluster zal nieuwe bio- en gerecyclede composieten op basis van landbouw en bosbouw ontwikkelen om de impact van conventionele kunststoffen en afval op het milieu te minimaliseren.

Het steenafval in poedervorm dat in het project wordt gebruikt, biedt flexibiliteit aan de nieuwe deeltjesvormige polymeermatrixcomposiet. Het kan in verschillende verhoudingen in het eindproduct worden gemengd door geschikte hitte of druk om te voldoen aan structurele vereisten of esthetische keuzes, bepaald door de industrie en klanten.

"Deze groene steencomposiet kan gemakkelijk worden geïntegreerd in een verscheidenheid aan toepassingen, ", zegt UBC Research Associate Davoud Karimi. "Deze composieten kunnen worden gebruikt in decoraties en sanitaire producten, variërend van ruimtevaart tot automobieltoepassingen."

De onderzoekers varieerden de hoeveelheid steen die aan de composieten werd toegevoegd en testten vervolgens verschillende parameters om de sterkte te bepalen, duurzaamheid en dichtheid samen met thermische geleidbaarheid. De vorm- en mechanische tests werden uitgevoerd in het Composites Research Network Okanagan Laboratory met medewerking van de MMRI.

Door het steenafval toe te voegen aan de composieten, onderzoekers hebben vastgesteld dat het niet alleen de sterkte en duurzaamheid van het maagdelijke polymeer verhoogde, maar de geleidbaarheid van de composieten nam proportioneel toe op basis van de hoeveelheid toegevoegde steen.

"De toegenomen kracht is belangrijk, maar de verhoogde geleidbaarheid (tot 500 procent) opent een enorme deur naar verschillende nieuwe potentiële toepassingen, inclusief 3D-printen met gerecyclede composieten, ", legt Milan uit.

"Elke keer dat we afval van stortplaatsen kunnen wegleiden en een product kunnen genereren met mogelijk economisch voordeel, is dat een win-winsituatie, Milani vult aan. "We hopen dat dit soort producten, die zorgvuldig zijn ontworpen met behulp van multidisciplinaire onderzoekers gericht op 3V-maatregelen (repareerbaar, herbruikbaar, en recyclebaar), aanzienlijk kan bijdragen aan de economie van onze regio en Canada als geheel."

Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in twee prestigieuze tijdschriften Samengestelde structuren en Composieten Deel B:Techniek .