Birkaç gün önce, Washington Üniversitesi profesörü Aniruddh Vashisth, uluslararası saygın dergi Carbon'da yeni bir karbon fiber kompozit malzeme türünü başarıyla geliştirdiğini iddia ettiği bir makale yayınladı. Hasar gördükten sonra onarılamayan geleneksel CFRP'nin aksine, yeni malzemeler tekrar tekrar onarılabilir.
Geleneksel malzemelerin mekanik özelliklerini koruyan yeni CFRP, yeni bir avantaj daha sunuyor: Isı etkisi altında tekrar tekrar onarılabiliyor. Isı, malzemedeki herhangi bir yorulma hasarını onarabilir ve ayrıca hizmet döngüsünün sonunda geri dönüştürülmesi gerektiğinde malzemeyi ayrıştırmak için de kullanılabilir. Geleneksel CFRP geri dönüştürülemediğinden, termal enerji veya radyo frekanslı ısıtma kullanılarak geri dönüştürülebilen veya onarılabilen yeni bir malzeme geliştirmek önemlidir.
Profesör Vashisth, ısı kaynağının yeni CFRP'nin yaşlanma sürecini süresiz olarak geciktirebileceğini söyledi. Kesin olarak, bu malzemeye Karbon Fiber Takviyeli Vitrimer (vCFRP, Karbon Fiber Takviyeli Vitrimer) adı verilmelidir. Cam polimer (Vitrimer), Fransız bilim insanı Profesör Ludwik Leibler tarafından 2011 yılında icat edilen termoplastik ve termoset plastiklerin avantajlarını birleştiren yeni bir polimer malzeme türüdür. Vitrimer malzemesi, ısıtıldığında dinamik bir şekilde geri dönüşümlü kimyasal bağ değişimi gerçekleştirebilen ve aynı zamanda bir bütün olarak çapraz bağlı bir yapıyı koruyabilen dinamik bağ değişim mekanizmasını kullanır, böylece termoset polimerler termoplastik polimerler gibi kendi kendini onarabilir ve yeniden işlenebilir.
Buna karşılık, yaygın olarak karbon fiber kompozit malzemeler olarak adlandırılanlar, farklı reçine yapılarına göre termoset veya termoplastik olmak üzere iki türe ayrılabilen karbon fiber takviyeli reçine matrisli kompozit malzemelerdir (CFRP). Termoset kompozit malzemeler genellikle, malzemeyi kalıcı olarak tek bir gövde halinde bir araya getiren kimyasal bağlara sahip epoksi reçine içerir. Termoplastik kompozitler ise eritilip yeniden işlenebilen nispeten yumuşak termoplastik reçineler içerir, ancak bu kaçınılmaz olarak malzemenin mukavemetini ve sertliğini etkiler.
vCFRP'deki kimyasal bağlar, termoset ve termoplastik malzemeler arasında bir "orta yol" elde etmek için bağlanabilir, ayrılabilir ve tekrar bağlanabilir. Proje araştırmacıları, Vitrimerlerin termoset reçinelerin yerine geçebileceğine ve termoset kompozitlerin çöplüklerde birikmesini önleyebileceğine inanıyor. Araştırmacılar, vCFRP'nin geleneksel malzemelerden dinamik malzemelere doğru büyük bir geçiş sağlayacağına ve tüm yaşam döngüsü maliyeti, güvenilirlik, güvenlik ve bakım açısından bir dizi etkiye sahip olacağına inanıyor.
Günümüzde rüzgar türbini kanatları, CFRP kullanımının yaygın olduğu alanlardan biridir ve kanatların geri kazanımı bu alanda her zaman bir sorun olmuştur. Hizmet süresinin dolmasının ardından, binlerce eski kanat, çöplüklerde atılarak çevre üzerinde büyük bir etkiye neden olmuştur.
vCFRP kanat üretiminde kullanılabilirse, basit ısıtma ile geri dönüştürülebilir ve tekrar kullanılabilir. İşlenmiş kanat tamir edilemese ve tekrar kullanılamasa bile, en azından ısıyla ayrıştırılabilir. Yeni malzeme, termoset kompozitlerin doğrusal yaşam döngüsünü döngüsel bir yaşam döngüsüne dönüştürerek sürdürülebilir kalkınmaya doğru büyük bir adım atılmasını sağlayacaktır.
vCFRP kanat üretiminde kullanılabilirse, basit ısıtma ile geri dönüştürülebilir ve tekrar kullanılabilir. İşlenmiş kanat tamir edilemese ve tekrar kullanılamasa bile, en azından ısıyla ayrıştırılabilir. Yeni malzeme, termoset kompozitlerin doğrusal yaşam döngüsünü döngüsel bir yaşam döngüsüne dönüştürerek sürdürülebilir kalkınmaya doğru büyük bir adım atılmasını sağlayacaktır.
Gönderim zamanı: 09-11-2021
