一種阻燃碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料已被開(kāi)發(fā)出來(lái)。

韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院(簡(jiǎn)稱KIST)宣布，其先進(jìn)復(fù)合材料研究所的一個(gè)研究小組在Yong chae Jung博士的領(lǐng)導(dǎo)下，采用源自植物的鞣酸開(kāi)發(fā)了一種阻燃碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)，同時(shí)還提出了一種環(huán)保的回收方法。

碳纖維復(fù)合材料(CFRP)要比鋼輕約4倍，但強(qiáng)度卻是鋼的10倍，因而被廣泛地應(yīng)用于航空航天、汽車、造船和體育設(shè)備等行業(yè)。

從結(jié)構(gòu)上講，CFRP由碳纖維和環(huán)氧樹(shù)脂構(gòu)成，它們各自在復(fù)合材料中所提供的功能，類似于鋼筋和水泥在混凝土結(jié)構(gòu)中發(fā)揮的作用。

為了達(dá)到力學(xué)剛度，碳纖維與環(huán)氧樹(shù)脂在CFRP中的結(jié)合必須牢固。

此外，CFRP必須防火，因?yàn)槠鋺?yīng)用領(lǐng)域通常與日常生活密切相關(guān)，比如，用作建筑材料。

為了在CFRP中產(chǎn)生這種特性，有時(shí)需要使用添加劑。

由于具有熱敏性，通常需要添加鹵素阻燃劑來(lái)使CFRP防火。

然而，全球已禁止在CFRP中使用鹵素，因?yàn)樗诜贌厥諘r(shí)會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)。

因此，當(dāng)務(wù)之急是使用一種無(wú)毒、安全的材料來(lái)使CFRP阻燃。

作為KIST的先進(jìn)復(fù)合材料研究所的首席研究員，Jung Yong-chae博士尋求采用鞣酸(一種環(huán)保物質(zhì))來(lái)提高CFRP的力學(xué)剛性和阻燃性。

鞣酸具有與碳纖維結(jié)合緊密的特點(diǎn)，燃燒時(shí)會(huì)變成木炭，燒焦的鞣酸起到阻擋外界氧氣流入的屏障作用。

通過(guò)用鞣酸來(lái)制備環(huán)氧樹(shù)脂并與碳纖維共混，KIST的研究團(tuán)隊(duì)設(shè)法開(kāi)發(fā)出了一種堅(jiān)固且阻燃的CFRP。

與容易受熱的傳統(tǒng)環(huán)氧樹(shù)脂不同，由鞣酸制備的環(huán)氧樹(shù)脂具有阻燃性且無(wú)需添加劑，這意味著在焚燒回收CFRP時(shí)產(chǎn)生的有毒物質(zhì)將不再是個(gè)問(wèn)題。

此外，由于傳統(tǒng)的CFRP在燃燒時(shí)會(huì)降低其中環(huán)氧樹(shù)脂的性能，且不能完全回收，因此該研究小組想出了一種新的回收方法。

以超臨界流體狀態(tài)將CFRP溶解在水中，也就是說(shuō)，溫度和壓力要超過(guò)設(shè)定的水平，這樣，CFRP的回收率就能達(dá)到99%以上且不降低碳纖維的性能。

同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，環(huán)氧樹(shù)脂在溶解時(shí)產(chǎn)生了一種所謂“碳點(diǎn)”的物質(zhì)，它可被用作一種電子材料(光電、傳感和生物成像等)。

與焚化回收的方法不同，這種方法是焚燒環(huán)氧樹(shù)脂，僅剩下不完整的碳纖維有待回收。

總之，這種新的回收方法可以回收復(fù)合材料中的所有組成部分。

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