Kompozītmateriālu jomā efektīva un videi draudzīga nepārtrauktu oglekļa šķiedru pārstrāde jau sen ir ievērojama izaicinājums. Fraunhofer ātrgaitas dinamikas institūta (EMI) pētnieki nesen paziņoja par revolucionāro tehnoloģiju, kas izmanto lieljaudas lāzerus, lai atgūtu nepārtrauktas oglekļa šķiedras no šķiedrām pastiprinātiem polimēriem (FRP), nesabojājot to struktūras integritāti. Šis uzlabojums iezīmē galveno lēcienu oglekļa šķiedras pārstrādē un atbloķē jaunas iespējas rūpnieciskiem lietojumiem.
Atšķirībā no parastajām pārstrādes metodēm, kas parasti ietver kompozītmateriālu sasmalcināšanu un tādējādi saīsināt oglekļa šķiedras, vienlaikus kompromitējot to veiktspēju, Fraunhofer EMI tehnikā tiek izmantoti lieljaudas lāzeri, lai polimēra matricā noārdītu daudzslāņu šķiedru pastiprinātus polimērus augstas temperatūras apstākļos. Šī pieeja saglabā šķiedru sākotnējo garumu un spēku, vienlaikus piedāvājot ievērojamus ekoloģiskos un ekonomiskos ieguvumus. Projekta vadītājs Mathieu Imberts skaidro: "Mēs vienlaikus sasniedzam matricas pirolīzi un ar dzīvotspējīgu šķiedru izdalīšanos, nekaitējot oglekļa šķiedrām."
Šī tehnoloģija ir īpaši piemērota nepārtrauktu oglekļa šķiedru atgūšanai no tādām sarežģītām struktūrām kā spiediena ūdeņraža tvertnes, kur šķiedras ir brūces ap plastmasas starplikām, lai tvertnes varētu izturēt apkalpošanas spiedienu līdz 700 bar. Precīzi kontrolējot temperatūru, pētnieki var noņemt termoset matricu, nesabojājot šķiedras, nodrošinot, ka pārstrādātās šķiedras saglabā veiktspējas īpašības, kas līdzvērtīgas jaunām.
Kaut arī izaicinājumi joprojām ir tādi, kas nosaka optimālo procesa logu, ņemot vērā, ka termoset matricas sadalīšanās notiek no 300 grādiem līdz 600 grādiem, savukārt šķiedras riskē ar bojājumiem gandrīz 600 grādos -Imberts uzsver: "Mēs esam saskārušies ar spēcīgu līdzsvaru starp procesa efektivitāti un pārstrādāto materiālu kvalitāti." Turklāt, tā kā siltumu pieliek tikai lokāli un šķiedras var nepārtraukti atgūt, biezu sienu ūdeņraža tvertnēm vairs nav nepieciešami ilgstoši pirolīzes procesi vai augstas izmaksas. Proti, šī ar lāzeru atbalstītā pārstrādes metode patērē tikai vienu piektdaļu enerģijas, kas nepieciešama jaunu šķiedru iegūšanai-kritiskām priekšrocībām, pieaugot enerģijas izmaksām un pieaugot vides prasībām.
Palielinoties globālajam uzsvaram uz ilgtspējību, termoplastisko oglekļa šķiedru kompozītiem ir plaša uzmanība to augstākajai pārstrādājamībai. Vadošais nozares spēlētājs Zhishang New Materials aktīvi pēta un izstrādā līdzīgas progresīvas pārstrādes tehnoloģijas un augstas veiktspējas kompozītus. Izmantojot nepārtrauktu inovāciju, uzņēmuma mērķis ir uzlabot materiālu apkārtrakstu, samazināt resursu atkritumus un virzīt zaļās ražošanas attīstību. Pašlaik Zhishang ir dziļi iesaistīts pētniecības un attīstības projektos, kas koncentrējas uz videi draudzīgāku un efektīvāku oglekļa šķiedras kompozītmateriālu risinājumu nodrošināšanu tirgiem Ķīnā un ārpus tās.
Raugoties nākotnē, šādu iniciatīvu attīstība sola atbloķēt unikālo oglekļa šķiedru kompozītu potenciālu dažādās nozarēs, kopīgi paverot ceļu zaļākai un efektīvākai nākotnei.
