For et par dage siden offentliggjorde professor Aniruddh Vashisth fra University of Washington en artikel i det internationalt anerkendte tidsskrift Carbon, hvori han hævdede, at han med succes havde udviklet en ny type kulfiberkompositmateriale. I modsætning til traditionelt CFRP, som ikke kan repareres, når det først er beskadiget, kan nye materialer repareres gentagne gange.
Samtidig med at de mekaniske egenskaber ved traditionelle materialer bevares, tilføjer det nye CFRP en ny fordel, nemlig at det kan repareres gentagne gange under påvirkning af varme. Varme kan reparere eventuelle udmattelsesskader på materialet og kan også bruges til at nedbryde materialet, når det skal genbruges ved afslutningen af brugscyklussen. Da traditionel CFRP ikke kan genbruges, er det vigtigt at udvikle et nyt materiale, der kan genbruges eller repareres ved hjælp af termisk energi eller radiofrekvensopvarmning.
Professor Vashisth sagde, at varmekilden kan forsinke ældningsprocessen af det nye CFRP på ubestemt tid. Strengt taget bør dette materiale kaldes kulfiberforstærkede vitrimerer (vCFRP, Carbon Fiber Reinforced Vitrimers). Glaspolymer (Vitrimerer) er en ny type polymermateriale, der kombinerer fordelene ved termoplast og termohærdende plast, opfundet af den franske videnskabsmand professor Ludwik Leibler i 2011. Vitrimermaterialet bruger en dynamisk bindingsudvekslingsmekanisme, som kan udføre reversibel kemisk bindingsudveksling på en dynamisk måde, når den opvarmes, og samtidig opretholde en tværbundet struktur som helhed, så termohærdende polymerer kan være selvreparerende og genforarbejdes ligesom termoplastiske polymerer.
I modsætning hertil er de almindeligvis omtalte kulfiberkompositmaterialer kulfiberforstærkede harpiksmatrixkompositmaterialer (CFRP), som kan opdeles i to typer: termohærdende eller termoplastisk i henhold til den forskellige harpikstruktur. Termohærdende kompositmaterialer indeholder normalt epoxyharpiks, hvis kemiske bindinger permanent kan konsolidere materialet til ét legeme. Termoplastiske kompositter indeholder relativt bløde termoplastiske harpikser, der kan smeltes og genforarbejdes, men dette vil uundgåeligt påvirke materialets styrke og stivhed.
De kemiske bindinger i vCFRP kan forbindes, afbrydes og genoprettes for at opnå en "mellemvej" mellem termohærdende og termoplastiske materialer. Projektforskere mener, at vitrimerer kan blive en erstatning for termohærdende harpikser og undgå ophobning af termohærdende kompositter på lossepladser. Forskerne mener, at vCFRP vil blive et stort skift fra traditionelle materialer til dynamiske materialer og vil have en række konsekvenser med hensyn til livscyklusomkostninger, pålidelighed, sikkerhed og vedligeholdelse.
I øjeblikket er vindmøllevinger et af de områder, hvor brugen af CFRP er stor, og genbrug af vinger har altid været et problem på dette område. Efter udløbet af serviceperioden blev tusindvis af udtjente vinger smidt på lossepladsen, hvilket forårsagede en enorm indvirkning på miljøet.
Hvis vCFRP kan bruges til fremstilling af blade, kan det genbruges ved simpel opvarmning. Selv hvis det behandlede blad ikke kan repareres og genbruges, kan det i det mindste nedbrydes ved varme. Det nye materiale omdanner den lineære livscyklus for termohærdende kompositter til en cyklisk livscyklus, hvilket vil være et stort skridt i retning af bæredygtig udvikling.
Hvis vCFRP kan bruges til fremstilling af blade, kan det genbruges ved simpel opvarmning. Selv hvis det behandlede blad ikke kan repareres og genbruges, kan det i det mindste nedbrydes ved varme. Det nye materiale omdanner den lineære livscyklus for termohærdende kompositter til en cyklisk livscyklus, hvilket vil være et stort skridt i retning af bæredygtig udvikling.
Opslagstidspunkt: 9. november 2021
