La fibra di carbonio è conosciuta come il "re dei materiali" e "l'oro nero" nel settore. Ha le caratteristiche di leggerezza, elevata resistenza e resistenza alla corrosione ed è ampiamente utilizzato in aviazione, aerospaziale, energia, trasporti, pale eoliche, ponti di costruzione, attrezzature militari e altri campi, è un materiale importante per la difesa nazionale e la produzione civile e la vita.

Negli ultimi anni, poiché l'industria della fibra di carbonio è entrata in un periodo di rapido sviluppo, l'applicazione dei compositi in fibra di carbonio è aumentata e il processo di produzione ha prodotto sempre più rifiuti. Gli esperti del settore sottolineano che tutti gli aspetti della filiera della fibra di carbonio produrranno rifiuti e che il tasso di scarti nel solo processo di produzione e fabbricazione va dal 30% al 50%. Inoltre, il CFRP è difficile da riparare e anche parte del danno verrà scartato.

Poiché i compositi in fibra di carbonio non possono essere degradati in condizioni naturali, una grande quantità di rottami e rifiuti può essere solo messa in discarica. Secondo le statistiche, l'uso globale di fibra di carbonio nel solo 2018 ha raggiunto le 92.600 tonnellate, di cui la quantità di scarto era di 30.300 tonnellate. Questo non solo causerà inquinamento per l'ambiente, ma è anche un grande spreco di risorse.

Tecnologia di decomposizione e riciclaggio del CFRP a temperatura ambiente

Il team di ricerca ha sviluppato una tecnologia che può semplicemente decomporre il CFRP a bassa temperatura. Immergendo il CFRP nella soluzione, le fibre di carbonio possono essere separate dalla resina in breve tempo e la materia prima della resina può essere riciclata allo stesso tempo.

Questa tecnologia è una nuova tecnologia rivoluzionaria per restituire il CFRP difficile da elaborare alla materia prima e riciclare tutto. Questa tecnologia si ispira alla struttura della reazione redox che avviene nel corpo umano.

La ragione della forza del CFRP è la combinazione di fibra di carbonio e plastica. Le fibre di carbonio non si rompono facilmente e sono forti, ma si piegano facilmente. Se le fibre di carbonio sono legate con la resina, diventa un materiale eccellente con leggerezza e resistenza, ottenendo una potente combinazione di fibre di carbonio e plastica di straordinaria resistenza, ma al contrario, è anche un grosso ostacolo al riciclaggio.

La plastica termoindurente utilizzata nel CFRP, una volta solidificata, è molto difficile da decomporre e può essere smaltita solo mediante incenerimento o messa in discarica per lungo tempo. In precedenza, per il riciclaggio veniva utilizzato l'agente mercaptoetanolo, che può distruggere il legame SS all'interno del CFRP, ma l'agente è troppo tossico e non è né sicuro né rispettoso dell'ambiente.

Il team di ricerca e sviluppo ha rivolto la propria attenzione a un biomateriale naturale, che è stato disciolto in acqua e quindi aggiunto a un solvente organico, in cui è stato inserito CFRP, e la resina in CFRP è stata sciolta nella fase liquida dopo aver agitato per diverse ore a temperatura ambiente.

Il principio è che la natura del materiale biostrutturato è stata utilizzata per riorganizzare il legame SS nel CFRP e sostituire il legame SS nella resina, e la resina decomposta è stata sciolta nel solvente organico.

La decomposizione si ottiene sostituendo la chiave SS nel CFRP

Il CFRP è impregnato di solvente → dopo aver agitato per 3 ore → la resina è completamente sciolta e la fibra di carbonio è completamente separata → soluzione dopo la decomposizione del CFRP

Questa tecnologia, che può decomporre e riutilizzare il CFRP forte semplicemente aggiungendo materiali biologici alla soluzione senza utilizzare agenti nocivi, dovrebbe essere la chiave della popolarità del CFRP nell'era del risparmio energetico e della protezione ambientale.