Учёные разработали перерабатываемую эпоксидную смолу для композитов

Швейцарская команда исследователей из Empa сообщила о создании перерабатываемой эпоксидной смолы, способной изменить подход к утилизации термореактивных композитов — материалов на основе эпоксидной матрицы и армирующих волокон, широко используемых в авиации, автомобилестроении, ветроэнергетике и других отраслях.

Обычные термореактивные смолы, к которым относится эпоксидная, после отверждения становятся полимерными сетями, которые нельзя расплавить и переработать традиционными методами — поэтому такие материалы чаще всего сжигают или отправляют на свалки.

Новое решение учёных основано на добавлении особого фосфорсодержащего полимера в эпоксидную смолу до её отверждения. Фосфор действует как огнезадерживающая добавка, а также позволяет химическим связям в полимерной сети перестраиваться при нагреве, что делает возможным повторное формообразование материала через термомеханическую переработку без значительной потери прочности.

В тестах шесть последовательных циклов термомеханической переработки показали, что механические свойства эпоксида сохраняются, хотя для таких термореактивов это ранее считалось недостижимым.

Разработанный материал также допускает химическое разложение композитов с отделением волокон. Такая процедура позволяет извлекать более 90% эпоксидной матрицы и фосфорсодержащей добавки, а также сохранять армирующие волокна — шаг, который ранее был технически сложным или невозможным для промышленных композитов.

Авторы отмечают, что химическое переработка требует значительных энергозатрат и больших объёмов растворителей, поэтому термомеханическая переработка остаётся предпочтительной там, где она возможна.

Данные о разработке опубликованы в журнале Chemical Engineering Journal.