کمپانی ژاپنی آساهی کاسی در پروژه ای مشترک با موسسه ملی فناوری، کالج کیتاکیوشو و دانشگاه توکیو به فناوری جدیدی برای بازیافت ترکیبات پلاستیکی حاوی الیاف کربن دست یافته است.
به گزارش سرویس اطلاع‌رسانی نساجی امروز، روش بازیافت جدید این امکان را فراهم می کند تا الیاف کربن از پلاستیک های تقویت شده با الیاف کربن(CFRP) یا ترموپلاستیک های تقویت شده با الیاف کربن(CFRTP) به کار رفته در خودروها استخراج شوند.
پلاستیک های تقویت شده با الیاف کربن به دلیل تعادلی که بین خصوصیات آن ها نظیر سختی، استحکام مکانیکی و سبکی وجود دارد، برای استفاده در صنایع مختلف مناسب هستند. این خصوصیت به ویژه در مقایسه با پلاستیک های متداول تقویت شده با الیاف شیشه بسیار محسوس است.
با این حال CFRP ها از نقطه نظر بازیافت چالش برانگیز و هزینه بر هستند چون استخراج الیاف کربن از رزین باقیمانده پس از مصرف دشوار است.
فناوری های رایج برای بازیافت الیاف کربن در نهایت محصولی را با کیفیت پایین تر و دوام کمتر حاصل می کند که برای استفاده در موارد کاربردی که نیازمند عملکرد بالا هستند، مناسب نیست.
کمپانی آساهی کاسی برای رفع این مشکل روش محلول اسید سولفوریک الکترولیز شده را ارایه داده که در آن ضمن تجزیه رزین حاوی الیاف کربن، استحکام الیاف کربن و طبیعت مداوم آن حفظ می شود. این روش امکان استفاده از الیاف کربن بازیافتی در موارد کاربردی که نیازمند عملکرد بالا هستند را فراهم می کند ضمن این که یک راهکار اقتصادی و گردشی برای پایان عمر ترکیبات پلاستیکی حاوی الیاف کربن است.
بر اساس محاسبات کمپانی هزینه الیاف کربن بازیافتی یک سوم هزینه الیاف کربن جدید می باشد. رشته های مداوم الیاف کربن قابل استفاده مجدد به همان شیوه قبلی بوده ضمن این که خواص آن نیز حفظ می شود.
آساهی کاسی برای بررسی خواص الیاف بازیافتی کربن از نمونه های CFRP که به روش رشته پیچی تولید شده بودند، استفاده و فرایندی را برای استخراج الیاف کربن از این پلاستیک ایجاد کرده است. بررسی ها نشان داد که خواص الیاف کربن استخراج شده دقیقا مشابه الیاف کربن جدید می باشد. علاوه بر آن بر اساس آزمایش های صورت گرفته ثابت شد که الیاف کربن استخراج شده قابل استفاده مجدد در فرایند رشته پیچی هستند.
کاربرد
بر اساس ادعای کمپانی آساهی کاسی با استفاده از فناوری جدید ترکیبات حاوی الیاف کربن موجود در وسایل نقلیه را می توان در پایان عمر آن وسیله نقلیه به آسانی و با هزینه کم تجزیه کرد و در آینده مجددا در وسایل نقلیه جدید مورد استفاده قرار داد.
علاوه بر آن آساهی کاسی در حال توسعه نوار یک جهتی ترموپلاستیکی تقویت شده با الیاف کربن می باشد که در آن از هر دو نوع الیاف کربن مداوم بازیافتی و رزین پلی آمید Leona™ استفاده شده است. این نوار دارای استحکام بیشتری در مقایسه با فلز بوده و می توان از آن در بدنه و فریم خودرو استفاده کرد. با این روش امکان بیشتری برای بازیافت اجزای وسایل نقلیه فرسوده و استفاده از آن ها به شکلی متفاوت و در وسایل نقلیه جدید فراهم می شود.
به گفته کمپانی راهکار فوق پاسخی به معضل دیرینه ای است که استفاده از الیاف کربن در وسایل نقلیه در صنعت خودروسازی به وجود آورده بود و انتظار می رود استفاده از الیاف کربن در این صنعت در مقیاس جهانی از نظر اقتصادی نیز به صرفه تر شود.
بی شک فناوری جدید گام مهمی در جهت ارتقای قابلیت بازیافت الیاف کربن می باشد؛ موضوعی که به یک چالش مهم در صنعت خودروسازی بدل شده بود. پس می توان انتظار رشد کلی در بازار الیاف را داشت. با این حال همان طور که این فناوری برای کربن و شیشه مناسب است نمی توان آن را برای الیاف نایلون یا سایر الیاف مورد استفاده در پوشاک به کار گرفت.
در حال حاضر برنامه ای برای امکان به کارگیری فناوری جدید بر روی الیاف دیگر وجود ندارد. اولویت استفاده از این فناوری برای الیاف کربن است. کمپانی قصد دارد تا سال 2030 کاربرد آن را به صورت عملی اجرایی کند.