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可减少50%的降解!回收碳纤维的新方法
时间:2023.11.02
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迄今为止,碳纤维一直难以回收利用。然而,新南威尔士大学堪培拉分校的一位研究人员开发出了一种新的回收碳纤维的方法,这种方法不仅减少了碳纤维材料的浪费,而且降低了能耗,使更多的碳纤维材料完好无损,并能转化为更有用的新产品。

改进严重降解纤维的现有方法

碳纤维是碳的细丝,具有极高的强度和极轻的重量。碳纤维与塑料结合成复合材料,可用于制造各种产品。

碳纤维通常用于制造飞机和风力涡轮机,也是一级方程式赛车的主要材料,因为一级方程式赛车需要尽可能轻以提高性能。您可能会在高端自行车和其他运动器材(如曲棍球杆或网球拍)中见到碳纤维。

新南威尔士大学堪培拉分校研究员 Di He 说,在此之前,回收碳纤维总是会导致材料严重降解。

何博士解释说:“这个项目是与我们在汽车行业的合作伙伴合作进行的,他们希望研究用回收的碳纤维制造汽车。”

何博士解释说:“但以前的碳纤维回收方法会严重影响材料的性能。与使用新纤维相比,使用现有回收纤维制造的物体的机械性能降低了 80% 至 90%。”

“通常情况下,碳纤维只被重新用于制造桌子或椅子等低价值产品,这些产品不会承受重力或负载。”

“现有的回收方法是先将复合材料切碎,破坏碳纤维,然后再加热去除塑料。粉碎后,纤维看起来就像一根根头发或棉絮。”

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“在我们的方法中,我们不粉碎碳纤维,并优化了在熔炉中加热碳纤维的方式。我们的方法使碳纤维降解不到 30%,比现有方法提高了 50%。”

虽然用何博士的方法生产的再生碳纤维还不能用来制造汽车,但与以前相比,它已大大接近这一目标。经过改进的新型再生碳纤维有可能被用来制造汽车的各个部件,例如车顶。

减少废物和能源需求

汽车制造商对碳纤维汽车很感兴趣,因为重量的减轻将大大提高汽车的能效。这将有助于他们达到澳大利亚政府今年早些时候宣布的燃油效率标准。随着我们向电动汽车过渡,这也将有助于减少汽车的耗电量,从而增加汽车的续航里程。

碳纤维是一种制造成本很高的产品,这也解释了回收碳纤维的吸引力所在,此外它还具有环境效益。回收碳纤维所需的能源只有从头生产碳纤维的十分之一。

新南威尔士大学堪培拉分校先进制造研究小组的首席研究员之一、副教授马修-杜兰(Matthew Doolan)说,随着工程和技术的进步,世界需要更多地考虑减少浪费。

杜兰副教授说:“随着我们制造出更先进的产品,我们也用更先进的材料制造它们,因此我们在产品生命周期的末期制造出了问题。”

何博士和杜兰副教授以及他们的合作者在《复合材料A部分:应用科学与制造》杂志上发表了有关碳纤维回收利用的研究成果。





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