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碳纤维增强聚合物跨不同范围的在工程和建筑领域应用中。新研究的目的是使这些材料更加有用,使它们可重复使用。欧洲杯足球竞彩
人们对环境的日益关注、自然资源供应的不断减少,加上全球人口的迅速增长和城市化的加剧,导致了对循环经济的需求。这意味着对可多次重复使用的材料的需求不断增加。欧洲杯足球竞彩
不幸的是,甚至一些可回收材料只能重复使用的次数有限。欧洲杯足球竞彩
回收可与收益递减的过程,与某些物质失去物理强度和性能等不同的刚性和柔性在多次使用,这使得它们相当少的功能。
这肯定是对碳纤维的情况下增强聚合物(CFRP)的复合材料。这些材料素以欧洲杯足球竞彩性能,例如易于成形,强度,耐疲劳性,高硬度和低密度超过像钢的替代品。这意味着一个令人难以置信的多样化的应用范围广泛的应用。
cfrp用于混凝土结构的修复和加固,广泛应用于汽车零部件和其他各种机械工程应用。目前,汽车行业本身占CFRP产量的四分之一。
不幸的是,这些材料也非生物降解,目前缺乏有欧洲杯足球竞彩效回收的技术。这意味着,大多数基于CFRP材料朝向为垃圾填埋场或焚烧后,他们已欧洲杯足球竞彩不再是有用的。这两项措施存在相当大的潜力对环境的危害,甚至对公众的健康。
多亏了澳大利亚悉尼大学土木工程学院的科学家们,这种情况可能即将改变。该小组开发了一种回收cfrp的新技术。当以这种方式加工时,材料仅损失了其初始抗拉强度的10%。欧洲杯足球竞彩
Globally and in Australia, there has been a march towards better recycling processes, however, there is often the belief that a material can be recycled an infinite amount of times — this simply isn’t the case. Most recycling processes diminish mechanical or physical properties of materials.
Ali Hadigheh博士,悉尼大学首席作者
Hadigheh是一篇详细介绍该团队发现的论文的主要作者,该论文将发表在该杂志的4月版上¹工程结构。
保持强劲碳纤维增强塑料
The first step in the team’s optimized two-phase process is pyrolysis — heating in the absence of oxygen — of the CFRP. This breaks the material down but also chars it — something that prevents it from bonding well with a matrix comprised of resin.
然后,研究小组进行了工艺的第二步——氧化——以去除炭化,恢复材料的粘合能力。
然而,正如haigheh指出的,这些热解和氧化处理已经存在了一段时间,仅靠它们不足以保存碳纤维。因此,为了保证CFRP的高质量回收,必须仔细指导材料的热分解。
这一指导可以通过分析启动复合材料化学反应所需的能量来实现,进而将碳纤维与周围的树脂基体分离。
“我们的方法之所以如此成功,是因为我们添加了特定的参数,如温度、升温速率、气氛或氧化和加热所花费的时间,这些参数都能保持碳纤维的功能,”Hadigheh补充道。
创建高品位可回收是CFRP
正如你可以想象的那样,对于具有如此多不同用途和广泛应用领域的材料来说,CFRP生产是一项大业务。
2016年,通用纤维增强聚合物(frp)市场价值约为1141.3亿美元,而cfrp是其中的一个子类,在此后的5年里一直在增长。
2010年,据估计,玻璃钢产量达到每年达到了惊人的600万吨。这估计已经300%每年下一个十年的增长。这可能会在未来做出不可回收,不可降解的是CFRP的重大环境问题,如果不采取措施纠正这一点。
我们启动这个项目的目的是生产由回收的碳纤维复合材料制成的高级、低成本的结构材料,用于从航空航天、汽车到体育用品、可再生能源和建筑等行业。欧洲杯足球竞彩2016年澳大利亚国家废物报告得出结论,复合材料的使用给未来的回收创造了挑战。欧洲杯足球竞彩
Ali Hadigheh博士,悉尼大学首席作者
“坦率地说,如果我们不开发出高效、经济的方法来回收碳纤维复合材料,我们就有可能严重破坏环境。”
参考文献
1. Hadigheh。S. A.,麦克杜格尔。R. M.,威斯曼。C.,里德。L.,[2021],“与CFRP使用数字图像相关(DIC)钢筋和板连接器交叉层压木材 - 混凝土组合梁的复合动作的评价,”工程结构,[https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.111791]
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