Phương pháp mới tái chế vật liệu composite sợi cacbon

Các nhà nghiên cứu tại Trường Đại học Washington đã đưa ra một phương pháp triển vọng để tái chế nhựa gia cố sợi cacbon được sử dụng phổ biến từ máy bay hiện đại và đồ thể thao đến ngành công nghiệp năng lượng gió. Báo cáo nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Polymer Degradation and Stability, đề cập đến phương pháp tái sử dụng hiệu quả sợi cacbon đắt tiền và các nguyên liệu khác đã được dùng để chế tạo vật liệu composite.

Máy bay, cối xay gió và nhiều sản phẩm khác

Nhựa gia cố sợi cacbon đang xuất hiện ngày càng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là ngành hàng không vì vật liệu này nhẹ và chắc chắn. Tuy nhiên, loại nhựa này rất khó phân tách hoặc tái chế, nên công đoạn xử lý vật liệu đang trở thành mối lo ngại ngày càng gia tăng. Trong khi loại nhựa nhiệt dẻo được sử dụng để sản xuất chai sữa, có thể được nấu chảy và dễ dàng tái sử dụng, nhưng hầu hết các vật liệu composite được dùng trong máy bay là nhựa nhiệt rắn, không dễ xử lý để trở thành vật liệu ban đầu.

Các hóa chất ăn da bị loại bỏ

Để tái chế nhựa gia cố sợi cacbon, nhóm nghiên cứu chủ yếu đã mài vật liệu bằng phương thức cơ học hoặc phân tách nhựa trong điều kiện nhiệt độ rất cao hoặc bằng hóa chất mạnh để thu hồi sợi cacbon đắt tiền. Tuy nhiên, thông thường, sợi cacbon bị hỏng trong quá trình này. Các hóa chất ăn da được sử dụng trong quy trình rất nguy hiểm và khó xử lý. Chúng còn phá hủy nhựa nền trong vật liệu composite, tạo ra hỗn hợp hóa chất và làm phát sinh chất thải bổ sung.

Hóa chất nồng độ nhẹ và nhiệt độ thấp

Trong dự án nghiên cứu, Jinwen Zhang, Giáo sư tại Trường Kỹ thuật cơ học và vật liệu cùng nhóm nghiên cứu đã phát triển được phương pháp tái chế hóa học, sử dụng axit nồng độ nhẹ làm chất xúc tác trong ethanol lỏng ở nhiệt độ tương đối thấp để phân tách nhựa nhiệt cứng. Để phân tách vật liệu một cách hiệu quả, các nhà khoa học đã tăng nhiệt độ của vật liệu để chất lỏng chứa chất xúc tác có thể thâm nhập vào vật liệu composite và phá vỡ cấu trúc phức tạp. GS. Zhang đã sử dụng ethanol để làm cho nhựa nở ra và kẽm clorua phá vỡ các liên kết cacbon-nitơ quan trọng.

Bảo quản sợi cacbon để tái sử dụng

Nhóm nghiên cứu có thể bảo quản sợi cacbon cũng nhự vật liệu nhựa dưới dạng hữu ích để dễ dàng tái sử dụng. Bên cạnh đó, các nhà khoa học đã xin cấp sáng chế và đang tìm cách thương mại hóa phương pháp mới tái chế vật liệu composite sợi cacbon.

Theo Vista.gov.vn