據(jù)外媒報(bào)道，韓國科學(xué)技術(shù)院(KIST)宣布，由Yong chae
Jung博士領(lǐng)導(dǎo)的先進(jìn)復(fù)合材料研究所的一個(gè)研究小組研發(fā)了一種阻燃碳纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料(CFRP)，利用從植物中提取的單寧酸制成，同時(shí)該小組還提出了一種環(huán)保的材料回收法。
CFRP是一種含有碳纖維的復(fù)合材料，比鋼輕4倍，但是強(qiáng)度是鋼的10倍，廣泛用于航空航天、汽車、造船和體育器材業(yè)。從結(jié)構(gòu)上看，CFRP由碳纖維和環(huán)氧樹脂構(gòu)成，其功能與鋼筋和水泥在混凝土結(jié)構(gòu)中的作用類似。為了達(dá)到一定的機(jī)械強(qiáng)度，CFRP中碳纖維和環(huán)氧樹脂必須被牢固地結(jié)合在一起。此外，CFRP還必須防火，因?yàn)槌１挥糜谂c日常生活密切相關(guān)的應(yīng)用中，如用作建筑材料。為了讓CFRP發(fā)揮此類特性，有時(shí)需要讓其與添加劑合成。
由于CFRP具有耐熱性，通過添加鹵素阻燃劑就可讓其具有防火性能。不過，全球都禁止在CFRP中使用鹵素，因?yàn)榇朔N化學(xué)物質(zhì)在焚燒回收時(shí)會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)。因此，目前的任務(wù)是要利用無毒安全的材料制作出防火的CFRP。
KIST先進(jìn)復(fù)合材料研究所的首席研究員Jung
Yong-chae試圖利用一種環(huán)保物質(zhì)——單寧酸，來提升CFRP的機(jī)械強(qiáng)度和阻燃性。單寧酸的特點(diǎn)是能夠與碳纖維緊密結(jié)合，在燃燒時(shí)會(huì)變成木炭，燒焦的單寧酸會(huì)起到屏障的作用，阻止外部的氧氣流入。通過利用單寧酸制造環(huán)氧樹脂，并將其混合到碳纖維中，KIST的研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)了一種堅(jiān)固的阻燃性CFRP。
與易受熱的傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂不同，利用單寧酸制成的環(huán)氧樹脂具有阻燃性，且無需添加劑，意味著焚燒CFRP進(jìn)行回收時(shí)會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)將不再是一個(gè)問題。此外，由于傳統(tǒng)CFRP在焚燒時(shí)，其環(huán)氧樹脂的性能會(huì)下降，無法實(shí)現(xiàn)完全回收，該研究團(tuán)隊(duì)還提出了一種新型回收法。
通過將CFRP溶解在超臨界流體狀態(tài)(例如溫度和壓力超過設(shè)定水平)的水中，在不降低碳纖維性能的情況下，99%以上的CFRP都可以被回收。研究還發(fā)現(xiàn)，環(huán)氧樹脂溶解會(huì)產(chǎn)生一種稱作“碳點(diǎn)”的物質(zhì)，可用作電子材料(光電、傳感、生物成像等)。與焚燒回收法不同的是，焚燒環(huán)氧樹脂只能回收不完整的碳纖維，而此種新回收法可以回收復(fù)合材料的所有成分。
