Специалисты Сколковского института науки и технологий вместе с коллегами из Института органической химии РАН доказали возможность переработки стеклопластика с сохранением или даже улучшением его механических характеристик. Данные, опубликованные в журнале Composites Communications, открывают перспективы для экологичного возрождения материалов, широко используемых в строительстве, авиации, автомобилестроении, судостроении и спортивном инвентаре, которые ранее обрекались на складирование на свалках.
Армированные полимерные композиты, включая стеклопластик и углепластик, изготавливаются при высоких температурах. Термопластичные композиты отличаются возможностью переформования при повторном нагреве, в отличие от термореактивных, химическая структура которых не позволяет изменить форму после застывания.
Общая схема исследования: стержни из стеклопластика методом горячей формовки превращают в плоские плиты, которые затем неоднократно разрезаются и снова прессуются в плиты. Влияние такой переработки на свойства материала отслеживается на каждом этапе.
Источник: Валентина Кравцова и др./Composites Communications
В ходе эксперимента с полипропиленовыми стержнями, укрепленными стекловолокном, ученые демонстрируют, что многократная переработка не ведет к критическому ухудшению свойств, а в некоторых случаях способствует их улучшению. Особенно заметно это на первом этапе переработки, когда материал изменял свою форму из стержня в плиту, после чего последующие циклы показали лишь незначительное снижение характеристик.
Оптимальный выбор технологии переработки, сохраняющей длину армирующего волокна, является ключом к сохранению механических свойств композитов. Это подтверждает важность аккуратного подхода к процессу переработки для сохранения качества материала.
Химические и термические свойства материалов, такие как температура плавления, оставались стабильными на протяжении всего эксперимента. Это открывает путь к замене трудно утилизируемых термореактивных композитов на более адаптированные к переработке термопластичные аналоги, предоставляя возможность многократного использования материалов без значительной потери их первоначальных свойств.
Исследователи предлагают начать с горячей формовки изделий с производственным браком на месте их создания, что позволит немедленно получить продукцию другой формы, соответствующую требованиям качества. Этот подход может стать первым шагом к устранению проблемы складирования отработанных композитных изделий на свалках.