며칠 전, 워싱턴 대학교 교수 인 Aniruddh Vashisth는 국제 권위있는 저널 Carbon에 논문을 발표하여 새로운 유형의 탄소 섬유 복합 재료를 성공적으로 개발했다고 주장했다. 일단 손상되면 수리 할 수없는 기존 CFRP와 달리 새로운 재료를 반복적으로 수리 할 수 있습니다.
전통적인 재료의 기계적 특성을 유지하는 동안 새로운 CFRP는 새로운 이점, 즉 열의 작용 하에서 반복적으로 수리 할 수 있습니다. 열은 재료의 피로 손상을 복구 할 수 있으며, 서비스주기가 끝날 때 재활용해야 할 때 재료를 분해하는 데 사용될 수 있습니다. 전통적인 CFRP는 재활용 할 수 없으므로 열 에너지 또는 무선 주파수 가열을 사용하여 재활용 또는 수리 할 수있는 새로운 재료를 개발하는 것이 중요합니다.
Vashisth 교수는 열원이 새로운 CFRP의 노화 과정을 무기한 지연시킬 수 있다고 말했다. 엄밀히 말하면,이 물질은 탄소 섬유 강화 비 트리머 (VCFRP, 탄소 섬유 강화 비 트리머)라고 불러야합니다. 유리 중합체 (vitrimers)는 2011 년 프랑스 과학자 Ludwik Leibler가 발명 한 열가소성 및 열 세트 플라스틱의 장점을 결합한 새로운 유형의 중합체 물질입니다. 비 트리머 재료는 역동적 인 결합 교환 메커니즘을 사용하여 동적 화학적 결합 교환을 수행 할 때 역동적 인 방식으로 역동적 인 화학 결합 교환을 수행 할 수 있습니다. 열가소성 중합체처럼 재 처리된다.
대조적으로, 일반적으로 탄소 섬유 복합 재료로 지칭되는 것은 탄소 섬유 강화 수지 매트릭스 복합 재료 (CFRP)이며, 이는 두 가지 유형의 열 세대 또는 열가소성 구조에 따른 열가소성으로 나눌 수있다. 서모 세트 복합 재료는 일반적으로 에폭시 수지를 함유하고 있으며, 이는 물질을 한 몸체로 영구적으로 통합 할 수있는 화학적 결합을 포함합니다. 열가소성 복합재는 녹고 재 처리 될 수있는 비교적 부드러운 열가소성 수지를 함유하지만, 이는 필연적으로 재료의 강도와 강성에 영향을 미칩니다.
VCFRP의 화학적 결합은 열 세대와 열가소성 재료 사이의 "중간지면"을 얻기 위해 연결, 분리 및 재 연결 될 수 있습니다. 프로젝트 연구원들은이 비 트리머가 서모 세트 수지의 대체물이 될 수 있으며 매립지에서 열 세트 복합재의 축적을 피할 수 있다고 생각합니다. 연구원들은 VCFRP가 전통적인 재료에서 동적 재료로 큰 변화가 될 것이며 전체 수명주기 비용, 신뢰성, 안전 및 유지 보수 측면에서 일련의 영향을 미칠 것이라고 믿고 있습니다.
현재 풍력 터빈 블레이드는 CFRP 사용량이 큰 영역 중 하나이며 블레이드의 복구는이 필드에서 항상 문제가되었습니다. 서비스 기간이 만료 된 후, 매립지에서 수천 개의 은퇴 한 블레이드가 매립지 형태로 폐기되어 환경에 큰 영향을 미쳤습니다.
VCFRP를 블레이드 제조에 사용할 수 있다면 간단한 가열로 재활용되고 재사용 될 수 있습니다. 처리 된 블레이드를 수리하고 재사용 할 수 없더라도 적어도 열에 의해 분해 될 수 있습니다. 새로운 재료는 써모 세트 복합재의 선형 수명주기를 주기적 수명 주기로 변형시켜 지속 가능한 개발을 향한 큰 단계가 될 것입니다.
VCFRP를 블레이드 제조에 사용할 수 있다면 간단한 가열로 재활용되고 재사용 될 수 있습니다. 처리 된 블레이드를 수리하고 재사용 할 수 없더라도 적어도 열에 의해 분해 될 수 있습니다. 새로운 재료는 써모 세트 복합재의 선형 수명주기를 주기적 수명 주기로 변형시켜 지속 가능한 개발을 향한 큰 단계가 될 것입니다.
후 시간 : Nov-09-2021
