Бірнеше күн бұрын Вашингтон университетінің профессоры Анирудд Вашистх халықаралық беделді Carbon журналында мақала жариялап, көміртекті талшықтан жасалған композиттік материалдың жаңа түрін сәтті жасап шығарғанын мәлімдеді. Бір рет зақымдалған кезде қалпына келтірілмейтін дәстүрлі CFRP-ден айырмашылығы, жаңа материалдарды бірнеше рет қалпына келтіруге болады.
Дәстүрлі материалдардың механикалық қасиеттерін сақтай отырып, жаңа CFRP жаңа артықшылық қосады, яғни оны жылу әсерінен бірнеше рет жөндеуге болады. Жылу материалдың кез келген шаршау зақымдарын қалпына келтіре алады, сондай-ақ қызмет көрсету циклінің соңында қайта өңдеу қажет болған кезде материалды ыдырату үшін де пайдаланылуы мүмкін. Дәстүрлі CFRP қайта өңдеу мүмкін емес болғандықтан, жылу энергиясын немесе радиожиілікті қыздыруды пайдаланып қайта өңдеуге немесе жөндеуге болатын жаңа материалды әзірлеу маңызды.
Профессор Вашист жылу көзі жаңа CFRP-дің қартаю процесін шексіз уақытқа кешіктіруі мүмкін екенін айтты. Нақты айтқанда, бұл материалды көміртекті талшықпен күшейтілген витримерлер (vCFRP, Carbon Fiber Reinforced Vitrimers) деп атау керек. Шыны полимері (Vitrimers) - 2011 жылы француз ғалымы профессор Людвик Лейблер ойлап тапқан термопластикалық және термореактивті пластмассалардың артықшылықтарын біріктіретін полимер материалының жаңа түрі. Витримерлер материалы динамикалық байланыс алмасу механизмін пайдаланады, ол қыздырылған кезде динамикалық түрде қайтымды химиялық байланыс алмасуын жүзеге асыра алады және сонымен бірге тұтастай алғанда көлденең байланысқан құрылымды сақтайды, сондықтан термореактивті полимерлер термопластикалық полимерлер сияқты өздігінен қалпына келіп, қайта өңделуі мүмкін.
Керісінше, көміртекті талшықты композиттік материалдар деп аталатындар көміртекті талшықты шайыр матрицалық композиттік материалдар (CFRP) болып табылады, оларды екі түрге бөлуге болады: әртүрлі шайыр құрылымына сәйкес термосет немесе термопластикалық. Термосет композиттік материалдарында әдетте эпоксидті шайыр болады, олардың химиялық байланыстары материалды бір денеге тұрақты түрде біріктіре алады. Термопластикалық композиттерде балқытуға және қайта өңдеуге болатын салыстырмалы түрде жұмсақ термопластикалық шайырлар бар, бірақ бұл сөзсіз материалдың беріктігі мен қаттылығына әсер етеді.
vCFRP-дегі химиялық байланыстарды термосет және термопластикалық материалдар арасында «орталық нүкте» алу үшін қосуға, ажыратуға және қайта қосуға болады. Жоба зерттеушілері Vitrimers термосет шайырларының орнын басатын материал бола алады және полигондарда термосет композиттерінің жиналуын болдырмайды деп санайды. Зерттеушілер vCFRP дәстүрлі материалдардан динамикалық материалдарға үлкен ауысуға айналады және толық өмірлік цикл құны, сенімділік, қауіпсіздік және техникалық қызмет көрсету тұрғысынан бірқатар әсер етеді деп санайды.
Қазіргі уақытта жел турбинасының қалақтары CFRP көп қолданылатын салалардың бірі болып табылады, және қалақтарды қалпына келтіру бұл салада әрқашан проблема болып келді. Қызмет көрсету мерзімі аяқталғаннан кейін мыңдаған ескірген қалақтар қоқыс полигонына қоқыс полигоны ретінде тасталды, бұл қоршаған ортаға үлкен әсер етті.
Егер vCFRP пышақ өндірісі үшін пайдаланылса, оны қайта өңдеуге және қарапайым қыздыру арқылы қайта пайдалануға болады. Өңделген пышақ жөндеуге және қайта пайдалануға болмаса да, кем дегенде оны жылу арқылы ыдыратуға болады. Жаңа материал термосет композиттерінің сызықтық өмірлік циклін циклдік өмірлік циклге айналдырады, бұл тұрақты дамуға қарай үлкен қадам болады.
Егер vCFRP пышақ өндірісі үшін пайдаланылса, оны қайта өңдеуге және қарапайым қыздыру арқылы қайта пайдалануға болады. Өңделген пышақ жөндеуге және қайта пайдалануға болмаса да, кем дегенде оны жылу арқылы ыдыратуға болады. Жаңа материал термосет композиттерінің сызықтық өмірлік циклін циклдік өмірлік циклге айналдырады, бұл тұрақты дамуға қарай үлкен қадам болады.
Жарияланған уақыты: 2021 жылғы 9 қараша
