Il y a quelques jours, Aniruddh Vashisth, professeur à l'Université de Washington, a publié un article dans la revue internationale faisant autorité Carbon, affirmant qu'il avait développé avec succès un nouveau type de matériau composite en fibre de carbone.Contrairement au CFRP traditionnel, qui ne peut pas être réparé une fois endommagé, les nouveaux matériaux peuvent être réparés à plusieurs reprises.
Tout en conservant les propriétés mécaniques des matériaux traditionnels, le nouveau CFRP ajoute un nouvel avantage, à savoir qu'il peut être réparé à plusieurs reprises sous l'action de la chaleur.La chaleur peut réparer tout dommage de fatigue du matériau et peut également être utilisée pour décomposer le matériau lorsqu'il doit être recyclé à la fin du cycle de service.Étant donné que le CFRP traditionnel ne peut pas être recyclé, il est important de développer un nouveau matériau qui peut être recyclé ou réparé en utilisant l'énergie thermique ou le chauffage par radiofréquence.
Le professeur Vashisth a déclaré que la source de chaleur peut retarder indéfiniment le processus de vieillissement du nouveau CFRP.Stricto sensu, ce matériau devrait s'appeler Carbon Fiber Reinforced Vitrimers (vCFRP, Carbon Fiber Reinforced Vitrimers).Le polymère de verre (Vitrimers) est un nouveau type de matériau polymère qui combine les avantages des plastiques thermoplastiques et thermodurcissables inventés par le scientifique français, le professeur Ludwik Leibler en 2011. Le matériau Vitrimers utilise un mécanisme d'échange de liaison dynamique, qui peut effectuer un échange de liaison chimique réversible de manière dynamique. lorsqu'il est chauffé, et en même temps maintenir une structure réticulée dans son ensemble, de sorte que les polymères thermodurcissables peuvent être auto-cicatrisants et retraités comme des polymères thermoplastiques.
En revanche, les matériaux composites communément appelés fibres de carbone sont des matériaux composites à matrice de résine renforcée de fibres de carbone (CFRP), qui peuvent être divisés en deux types : thermodurcissables ou thermoplastiques selon la structure de résine différente.Les matériaux composites thermodurcissables contiennent généralement de la résine époxy, dont les liaisons chimiques peuvent consolider de manière permanente le matériau en un seul corps.Les composites thermoplastiques contiennent des résines thermoplastiques relativement molles qui peuvent être fondues et retraitées, mais cela affectera inévitablement la résistance et la rigidité du matériau.
Les liaisons chimiques dans le vCFRP peuvent être connectées, déconnectées et reconnectées pour obtenir un "terrain d'entente" entre les matériaux thermodurcissables et thermoplastiques.Les chercheurs du projet pensent que les vitrimères peuvent remplacer les résines thermodurcissables et éviter l'accumulation de composites thermodurcissables dans les décharges.Les chercheurs pensent que le vCFRP deviendra un changement majeur des matériaux traditionnels vers les matériaux dynamiques, et aura une série d'impacts en termes de coût du cycle de vie complet, de fiabilité, de sécurité et de maintenance.
À l'heure actuelle, les pales d'éoliennes sont l'un des domaines où l'utilisation de CFRP est importante, et la récupération des pales a toujours été un problème dans ce domaine.Après l'expiration de la période de service, des milliers de lames retirées ont été jetées à la décharge sous forme de décharge, ce qui a eu un impact énorme sur l'environnement.
Si le vCFRP peut être utilisé pour la fabrication d'aubes, il peut être recyclé et réutilisé par simple chauffage.Même si la lame traitée ne peut pas être réparée et réutilisée, au moins elle peut être décomposée par la chaleur.Le nouveau matériau transforme le cycle de vie linéaire des composites thermodurcissables en un cycle de vie cyclique, ce qui constituera un grand pas vers le développement durable.
Si le vCFRP peut être utilisé pour la fabrication d'aubes, il peut être recyclé et réutilisé par simple chauffage.Même si la lame traitée ne peut pas être réparée et réutilisée, au moins elle peut être décomposée par la chaleur.Le nouveau matériau transforme le cycle de vie linéaire des composites thermodurcissables en un cycle de vie cyclique, ce qui constituera un grand pas vers le développement durable.
Heure de publication : 09 novembre 2021