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植物酸使碳纤维不易燃烧 更容易回收利用

分类:
科技资讯
来源:
纺织科技杂志
2020-07-02
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  据外媒New Atlas报道,碳纤维复合材料可能很轻、很结实,但让它们的抗燃性一直是个难题。不过现在,韩国科学家发现,一种植物衍生的物质既能让它们不燃烧,又能让它们更容易回收。过去,为了使碳纤维复合材料具有抗燃性,人们将卤素添加到碳纤维复合材料中。但是,由于在焚烧材料进行回收时,会产生有毒物质,因此最终在全世界范围内禁止使用。焚烧过程中,复合材料中的环氧树脂被烧掉,只留下碳纤维的碎片。


  在Yong-Chae Jung博士的带领下,韩国科学技术研究院(KIST)的研究人员最近尝试用单宁酸来代替卤素。单宁酸是一种丰富的天然多酚,由植物产生。当添加到环氧树脂中时,该酸改善了该树脂与碳纤维的粘合能力。但更重要的是,当单宁酸暴露在火焰中时就会炭化–这就在碳纤维表面形成了一个炭化层,从而使火焰中的氧气无法进入材料中。因此,这种复合材料既坚硬又耐燃。


  此外,只要将材料放在处于超临界流体状态的水中,就能彻底回收利用–这意味着液体的温度和压力被保持在特定的临界水平之上。复合材料在浸泡后“数十分钟 ”内就会溶解,使99%以上的纤维和树脂都能得到回收。

  更重要的是,回收的树脂可以用来生产碳量子点,目前碳量子点被利用在LED和有机太阳能电池等物品中。

  “我们创造了一种应用范围扩大的复合材料,与传统的碳纤维增强塑料相比,在阻燃性、机械刚性和可回收性方面都有显著的改善。”Yong-Chae Jung博士说。“这些改进的性状意义重大,因为它们决定了所述复合材料的应用范围。”

  有关该研究的论文近日发表在《Composites Part B: Engineering》杂志上。

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