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华南理工大学发明可多次循环回收利用的先进复合材料

随着碳纤维增强热固性树脂基先进复合材料在航空航天、风力发电、交通运输等高新科技领域逐渐得到广泛应用,其废弃物数量也急剧增加,已成为限制其进一步应用和发展的瓶颈。对废弃先进复合材料开展循环回收再利用研究,实质上是变相延长材料(特别是价值昂贵的碳纤维)使用寿命的一种理想方式。研究人员已为之付出巨大努力,但碍于传统树脂基体(如环氧树脂)难以降解的固有特性,在氧化、裂解等苛刻回收条件下得到的碳纤维性能劣化,无法再重新用于生产先进复合材料。

华南理工大学发明可多次循环回收利用的先进复合材料

▲ 图1:新型聚六氢三嗪热固性树脂及其碳纤维增强先进复合材料

华南理工大学袁彦超副研究员带领研究人员,经过两年半的努力,合成出可降解回收的基于普通共价键结构的新型高性能热固性树脂,进一步采用碳纤维织物增强、制备出可多次循环回收利用的先进复合材料。这项研究工作首次实现了碳纤维在先进复合材料领域的多次无损回收和循环再利用。

华南理工大学发明可多次循环回收利用的先进复合材料

华南理工大学发明可多次循环回收利用的先进复合材料

华南理工大学发明可多次循环回收利用的先进复合材料

▲ 图2:先进复合材料制备、回收和再生工艺路线

这种新型复合材料的机械、耐热等性能已经达到、甚至超过世界上部分现有同类商用先进复合材料的性能指标。得益于碳纤维的重要特征(性能、长度和编织结构)在回收过程中能够完美保存,用其制备的再生复合材料性能与回收前性能相比几乎保持不变。上述研究工作得到国家自然科学基金等项目经费的资助,得到中山大学章明秋教授的帮助。研究报告发表于《自然·通讯》杂志。

来源:高分子科学前沿

文献链接:http://www.nature.com/articles/ncomms14657

微博@高分子科学前沿

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