A fibra de carbono é conhecida como o "rei dos materiais" e "ouro negro" na indústria. Tem as características de peso leve, alta resistência e resistência à corrosão, e é amplamente utilizado na aviação, aeroespacial, energia, transporte, pás de energia eólica, construção de pontes, equipamentos militares e outros campos, é um material importante para defesa nacional e produção civil e vida.

Nos últimos anos, à medida que a indústria de fibra de carbono entrou em um período de rápido desenvolvimento, a aplicação de compósitos de fibra de carbono aumentou e o processo de produção produziu cada vez mais resíduos. Especialistas do setor apontam que todos os aspectos da cadeia da indústria de fibra de carbono produzirão resíduos, e a taxa de refugo apenas na produção e no processo de fabricação chega a 30% a 50%. Além disso, o CFRP é difícil de reparar e até mesmo parte do dano será descartado.

Uma vez que os compósitos de fibra de carbono não podem ser degradados em condições naturais, uma grande quantidade de sucata e resíduos só podem ser depositados em aterros. Segundo as estatísticas, o uso global de fibra de carbono somente em 2018 atingiu 92.600 toneladas, das quais a quantidade de sucata foi de 30.300 toneladas. Isso não apenas causará poluição ao meio ambiente, mas também é um grande desperdício de recursos.

Tecnologia de decomposição e reciclagem de CFRP em temperatura ambiente

A equipe de pesquisa desenvolveu uma tecnologia que pode simplesmente decompor CFRP em baixa temperatura. Ao mergulhar o CFRP na solução, as fibras de carbono podem ser separadas da resina em um curto espaço de tempo, e a matéria-prima da resina pode ser reciclada ao mesmo tempo.

Esta tecnologia é uma nova tecnologia revolucionária para devolver o CFRP difícil de processar de volta à matéria-prima e reciclar tudo. Esta tecnologia é inspirada na estrutura da reação redox que ocorre no corpo humano.

A razão para a resistência do CFRP é a combinação de fibra de carbono e plástico. As fibras de carbono não quebram facilmente e são fortes, mas dobram facilmente. Se as fibras de carbono forem unidas com resina, torna-se um excelente material com leveza e resistência, obtendo uma poderosa combinação de fibras de carbono e plástico de incrível resistência, mas, ao contrário, também é um grande obstáculo para a reciclagem.

O plástico termofixo usado no CFRP, uma vez solidificado, é muito difícil de se decompor e só pode ser descartado por queima ou aterro por muito tempo. Anteriormente, havia o uso do agente mercaptoetanol, que pode destruir a ligação SS dentro do CFRP, para reciclagem, mas o agente é muito tóxico e não é seguro nem ecologicamente correto.

A equipe de P&D voltou sua atenção para um biomaterial natural, que foi dissolvido em água e depois adicionado a um solvente orgânico, no qual o CFRP foi colocado, e a resina do CFRP foi dissolvida na fase líquida após agitação por várias horas à temperatura ambiente.

O princípio é que a natureza do material bioestruturado foi usada para reorganizar a ligação SS no CFRP e substituir a ligação SS na resina, e a resina decomposta foi dissolvida no solvente orgânico.

A decomposição é obtida substituindo a chave SS no CFRP

O CFRP é impregnado em solvente → após agitação por 3 horas → a resina é completamente dissolvida e a fibra de carbono é completamente separada → solução após a decomposição do CFRP

Espera-se que esta tecnologia, que pode decompor e reutilizar o CFRP forte simplesmente adicionando materiais biológicos à solução sem usar agentes nocivos, seja a chave para a popularidade do CFRP na era da conservação de energia e proteção ambiental.