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美國能源部橡樹嶺國家實驗室發明新工藝 可從聚合物復合材料中完全回收原材料

      據外媒報道,美國能源部橡樹嶺國家實驗室(Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory)設計出閉環路徑,可用于合成極其堅韌的碳纖維增強聚合物(CFRP),并隨后回收其所有原材料。

CFRP是一種輕質、堅固且堅韌的復合材料,可用于減輕汽車、飛機和航天器的重量并提高燃油效率。然而,傳統的CFRP很難回收,大多數都是一次性材料,因此碳足跡很大。相比之下,橡樹嶺國家實驗室的閉環技術(發表在期刊《Cell Reports Physical Science》上),以應對上述挑戰。

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圖片來源:橡樹嶺國家實驗室

“我們將動態交聯融入商品聚合物中,使其功能化。然后,我們添加了交聯劑,使其像熱固性材料一樣,”ORNL化學家兼發明家Md Anisur Rahman說道。“動態交聯使我們能夠打破化學鍵并重新加工或回收碳纖維復合材料。”

傳統的熱固性材料是永久交聯的。一旦合成、固化、模塑并定形,就無法再加工。另一方面,ORNL的系統將動態化學基團添加到聚合物基體及其嵌入的碳纖維中。聚合物基體和碳纖維可以經歷多次再加工循環,而不會損失機械性能,例如強度和韌性。

Rahman與ORNL化學家Tomonori Saito一起領導這項研究,此外Rahman和ORNL博士后研究員Menisha Karunarathna Koralalage進行了大部分實驗。三人已為這項創新申請了專利。