韓國(guó)開發(fā)新型環(huán)保、可回收的阻燃碳纖維復(fù)合材料
來(lái)源：汽車材料網(wǎng)
碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)是一種包含碳纖維和環(huán)氧樹脂的復(fù)合材料，其重量比鋼輕四倍，但強(qiáng)度卻高十倍，廣泛用于航空航天，汽車，船舶等行業(yè)。CFRP的高溫性能較差，之前通過(guò)添加鹵素阻燃劑的方式使其具有防火能力，但是這種阻燃劑在焚化回收時(shí)會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)，在全球范圍內(nèi)被禁止，因此開發(fā)出一種無(wú)毒、安全的阻燃劑成為CFRP的研究重點(diǎn)。
近日，韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院（KIST）宣布，由高級(jí)復(fù)合材料研究所領(lǐng)導(dǎo)的研究小組使用植物來(lái)源的單寧酸開發(fā)了阻燃碳纖維增強(qiáng)塑料（CFRP），并提出了一種環(huán)保回收的方法。
KIST高級(jí)復(fù)合材料研究所首席研究員Jung Yong-chae試圖通過(guò)使用單寧酸（一種生態(tài)友好型物質(zhì)）提高CFRP的機(jī)械剛性和阻燃性。單寧酸與碳纖維牢固結(jié)合，燃燒時(shí)變成木炭，焦黑的單寧酸可作為阻擋外部氧氣流入的屏障從而實(shí)現(xiàn)阻燃。
與傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂不同，由單寧酸制成的環(huán)氧樹脂具有阻燃性，不需要添加劑。這也意味著焚化CFRP進(jìn)行回收時(shí)將不會(huì)有有毒物質(zhì)產(chǎn)生。另外，由于常規(guī)CFRP在燃燒時(shí)會(huì)降低其環(huán)氧樹脂的性能，從而無(wú)法完全回收，因此研究小組提出了一種新的回收方法。
通過(guò)以超臨界流體狀態(tài)（即，溫度和壓力超過(guò)設(shè)定水平）將CFRP溶解在水中，可以回收超過(guò)99%的CFRP而不會(huì)降低碳纖維性能。環(huán)氧樹脂在溶解時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種稱為“碳點(diǎn)”的物質(zhì)，該物質(zhì)可用作電子材料。傳統(tǒng)焚化回收方法會(huì)燃燒環(huán)氧樹脂，僅留下不完整的碳纖維以進(jìn)行回收，而這種新的回收方法可以回收復(fù)合材料的所有組件。
相關(guān)研究人員表示：“我們創(chuàng)造了一種具有廣泛應(yīng)用范圍的復(fù)合材料，與傳統(tǒng)的碳纖維增強(qiáng)塑料相比，其阻燃性、機(jī)械剛度和可回收性有了顯著改善。這些改進(jìn)的材料特性非常重要，它們決定了碳纖維更廣闊的適用范圍。我們將進(jìn)一步研究這種復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)，以提高性能，并進(jìn)一步擴(kuò)展其應(yīng)用范圍。”
