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复合材料拆卸再利用的低成本新方法

发表时间:2020-06-17 09:34来源:新材料在线

布里斯托尔国家复合材料中心与牛津布鲁克斯大学通过使复合材料零件易于使用、修理和拆卸的联合开发,可能对包括汽车、飞机和风力涡轮机等多种产品的设计、使用和报废回收产生变革性影响。

牛津布鲁克斯的研究人员已经证明,通过在现成的结构粘合剂中添加低成本的添加剂,复合部件可以在6秒内通过将接头的温度提高到大约160°C来分离。NCC现在已经证明,作为英国技术拉动计划的一部分,新方法在工业规模上有效,旨在将新的想法从实验室过渡到市场。

只有少量的可膨胀石墨(广泛用于防火)或热膨胀微球需要添加到通常用于粘合复合部件的粘合剂中。

添加剂对正常运行中的组件性能影响很小,但是当加热到所需温度时,施加外力可使组件“破裂”。这意味着,在不久的将来,复合部件可以很容易地在制造过程中重新定位和重复使用,可减少浪费和允许组件在运行中进行修理,以及在寿命结束时更有效地回收利用。

研究工程师说:“这是一个非常令人兴奋的技术,对该行业来说,特别是可持续性是一个日益重大的挑战。“从历史上看,当一个部件被损坏或寿命结束时,它将被归类为废物并被丢弃。有了这种技术,我们可以将这些结构分开,以不同的方式进行修复、重新配置或再利用。这可以增加现有的部件寿命结束战略,最终减少其对环境的影响。”

例如,汽车部门正寻求增加其复合材料和粘合(粘合)部件的使用,以降低车辆重量。车辆也必须遵守85%可回收报废条例。新技术使得机械师可使用简单的热枪更换损坏的部件。回收者可以将整辆汽车放在低温烤箱中,然后看着它们在几秒钟内分解。

其他可能受益的领域包括航空航天和可再生能源。一年中大约有600架商用飞机报废,而更现代的机型则大量使用昂贵的碳纤维-在某些情况下,其重量可达交通工具重量的50%。尽管具有这种材料的价值,但当前回收技术的局限性使其无法经济回收。

风力涡轮机叶片也是如此,叶片通常由具有轻木芯和金属或碳纤维稀疏的玻璃纤维蒙皮组成。据估计,当英国的海上涡轮发电机组到2035年退役之前,每年将有可能高达36.4亿英镑的10,000吨涡轮叶片被弃置。

“我们研究剥离结构胶粘剂的方法已经有大约十年的历史了,并且通过技术拉动计划与NCC的合作使我们能够证明我们研究的技术已经准备就绪,”该项目负责人说。“我们现在可以与业界合作,针对特定应用完全优化该技术,并根据需要对其进行定制。”



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