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韩国开发新型环保可回收的阻燃碳纤维复合材料

发布时间:2020-07-06 14:19   浏览次数:507
摘要:碳纤维增强复合材料(CFRP)是一种包含碳纤维和环氧树脂的复合材料。它比钢轻四倍,但强度高十倍。它广泛用于航空航天,汽车,船舶和其他行业。 CFRP的高温性能差。以前通过添加卤素阻燃剂具有阻燃性,但是这种阻燃剂会在焚烧和回收过程中产生有毒物质,并且在全球范围内都被禁止使用。

碳纤维增强复合材料(CFRP)是一种包含碳纤维和环氧树脂的复合材料。它比钢轻四倍,但强度高十倍。它广泛用于航空航天,汽车,船舶和其他行业。 CFRP的高温性能差。以前通过添加卤素阻燃剂具有阻燃性,但是这种阻燃剂会在焚烧和回收过程中产生有毒物质,并且在全球范围内都被禁止使用。有毒和安全的阻燃剂已成为CFRP研究的重点。近日,韩国科学技术研究院(KIST)宣布,由先进复合材料研究所领导的研究小组已使用植物来源的单宁酸开发了阻燃碳纤维增强塑料(CFRP),并提出了一种环保的回收方法。 KIST高级复合材料研究所首席研究员Jung Yong-chae试图通过使用单宁酸(一种生态友好型物质)来提高CFRP的机械刚性和阻燃性。单宁酸与碳纤维牢固结合,燃烧时变成木炭。燃烧后的黑色单宁酸可用作阻挡外部氧气流入的屏障,以实现阻燃性。

与传统环氧树脂不同,单宁酸制成的环氧树脂具有阻燃性,不需要添加剂。这也意味着在焚烧CFRP进行回收时不会产生有毒物质。另外,由于传统的CFRP燃烧时会降低其环氧树脂的性能,因此无法完全回收,因此研究团队提出了一种新的回收方法。通过以超临界流体状态(即,温度和压力超过设定水平)将CFRP溶解在水中,可以回收超过99%的CFRP,而不会降低碳纤维的性能。当环氧树脂溶解时,会产生一种称为“碳点”的物质,可用作电子材料。传统的焚烧回收方法会燃烧环氧树脂,仅留下不完整的碳纤维为了回收,这种新的回收方法可以回收复合材料的所有成分。相关研究人员说:“大家创造了一种具有广泛应用范围的复合材料。与传统的碳纤维增强塑料相比,其阻燃性,机械刚性和可回收性得到了显着改善。这些改进的材料性能非常重要,它们决定了更广泛的应用。碳纤维的应用范围。大家将进一步研究这种复合材料的结构,以提高性能并进一步扩大其应用范围。”

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