不再浪費碳纖維統統“到碗里來”

碳纖維的基體環氧樹脂很難溶解，因此很難實現碳纖維的回收再利用，造成了資源浪費。現在，喬治亞理工學院的研究人員發現了一種新的回收碳纖維的方法，企業再也不用擔心性能優良的碳纖維白白流失了。碳纖維，乖乖到碗里來吧!

圖為喬治亞理工學院喬治·W·伍德拉夫機械工程學院的博士后Kai Yu坐在一片浸泡在乙醇中的碳纖維復合材料的后面。喬治亞理工學院的研究人員已經開發出一種可以將某些類型的熱固性碳纖維復合材料幾乎100%回收的方法。

這種新的方法是通過將復合材料浸泡在乙醇溶劑中，讓約束并使碳纖維成型的環氧樹脂緩慢溶解。一旦溶解，碳纖維與環氧樹脂便可分離并實現新的應用。

“我們想出的這個方法可以直接用于很多工業上的應用，并具有經濟與環境雙重效益，” 喬治亞理工學院喬治·W·伍德拉夫機械工程學院的博士后Kai Yu說道。

這項研究是由美國國家科學基金會、中國國家自然科學基金、新加坡A*Star公共部門基金和新加坡國家研究基金會支持的數字化制造和設計中心(DManD)共同贊助的，并于7月12日發表在期刊Advanced Functional Materials上。

碳纖維，以強度和輕質著稱，被廣泛應用于航空航天和汽車等領域。但是不同于鋁、鐵、塑料，它的缺點之一，就是難以回收。伍德拉夫學院的Jerry Qi教授領導了一個由喬治亞理工學院可再生生物制品學院的研究人員組成的團隊。他表示，傳統碳纖維的再回收面臨著兩個挑戰。

Qi 說：“碳纖維的聚合物基體通常都是像橡膠一樣的交聯結構，不能輕易溶解，因此很難除去聚合物以回收嵌在其中的更有價值的碳纖維。”該研究團隊采用了一種名為vitrimer的特殊的環氧樹脂來作為碳纖維的基體材料。

“vitrimers 中含有在某些條件下可以替換結構但不損壞交聯網絡完整性的動態鍵，”Yu說道，“我們讓小分子化合物乙醇參與到網絡結構的替代反應中，能有效地溶解 vitrimers。”Qi表示這種新的循環過程有望實現美國和歐洲每年產生的數千噸碳纖維廢料的回收再利用。“該方法的另一個優點則是簡單快捷，”Yu 說道，他目前也是科羅拉多大學丹佛分校的一個助理教授。

參考原文鏈接：New Carbon Fiber Recycling Process Could Help Firms Reduce Waste