Ett forskarteam från WSU har för första gången utvecklat ett lovande sätt att återvinna den populära kolfiberplasten som används i allt från moderna flygplan och sportartiklar till vindenergiindustrin.

Arbetet, redovisas i Polymernedbrytning och stabilitet , ger ett effektivt sätt att återanvända den dyra kolfibern och andra material som utgör kompositerna.

Flygplan, väderkvarnar, många produkter

Kolfiberarmerad plast blir allt populärare i många industrier, särskilt flyg, eftersom de är lätta och starka. Dom är, dock, mycket svårt att bryta ner eller återvinna, och att göra sig av med dem har blivit ett allt större problem. Medan termoplaster, vilken typ av plast som används i mjölkflaskor, kan smältas och enkelt återanvändas, de flesta kompositer som används i plan är härdplaster. Dessa typer av plaster är härdade och kan inte lätt rivas och återställas till sina ursprungliga material.

Frätande kemikalier elimineras

För att återvinna dem, Forskare har mestadels försökt att slipa ner dem mekaniskt eller bryta ner dem med mycket höga temperaturer eller starka kemikalier för att återvinna den dyra kolfibern. Ofta, dock, kolfibern skadas i processen. De frätande kemikalierna som används är farliga och svåra att kassera. De förstör också matrishartsmaterialen i kompositerna, skapa en rörig blandning av kemikalier och ytterligare ett avfallsproblem.

Milda kemikalier, låga temperaturer

I deras projekt, Jinwen Zhang, professor vid skolan för maskin- och materialteknik, och hans team utvecklade en ny kemisk återvinningsmetod som använde milda syror som katalysatorer i flytande etanol vid en relativt låg temperatur för att bryta ner härdplasterna. Särskilt, det var kombinationen av kemikalier som visade sig effektiv, sa Zhang, som har en kemibakgrund. För att effektivt bryta ner härdade material, forskarna höjde temperaturen på materialet så att den katalysatorhaltiga vätskan kan tränga in i kompositen och bryta ner den komplexa strukturen. Zhang använde etanol för att få hartserna att expandera och zinkklorid för att bryta ner kritiska kol-kvävebindningar.

"Det är avgörande att utveckla effektiva katalytiska system som kan tränga in i de härdade hartserna och bryta ner de kemiska bindningarna av härdade hartser, " han sa.

Konservera fibrer för återanvändning

Forskarna kunde bevara såväl kolfibrerna som hartsmaterialet i en användbar form som lätt kunde återanvändas. De har ansökt om patent och arbetar med att kommersialisera sina metoder.