Un team di ricerca del\u00a0Fraunhofer Institut\u00a0High-Speed \u200b\u200bDynamics, Ernst-Mach-Institut (EMI) ha sviluppato\u00a0un processo di riciclo della fibre di carbonio da materiali compositi che mantiene le loro propriet\u00e0 meccaniche.<\/p>\n
I compositi in fibra di carbonio\u00a0sono eccezionalmente resistenti e leggeri, ma il loro smaltimento e il riciclo pone ancora dei problemi.\u00a0Questi materiali ad alte prestazioni sono costituiti da\u00a0filamenti di fibre incorporati in un polimero, aspetto che consente di tenere insieme le fibre, mantenere la geometria di un componente e proteggerle dagli agenti atmosferici. Le fibre possono essere incorporate in due tipi di plastica: i\u00a0compositi termoindurenti\u00a0sono costituiti da una matrice che non pu\u00f2 fondersi, quindi non possono essere riprocessati; si comportano come un adesivo che polimerizza e quindi forma un legame duraturo. I\u00a0compositi termoplastici, al contrario, possono essere fusi e riprocessati. Le plastiche termoindurenti per\u00f2 sono pi\u00f9 facili da lavorare e vengono quindi utilizzate pi\u00f9 frequentemente nelle applicazioni strutturali industriali.<\/p>\n
Riciclo di strutture avvolte mediante peeling<\/p>\n
Il metodo dei ricercatori del Fraunhofer EMI\u00a0usa un laser ad alta potenza per il\u00a0recupero controllato del rinforzo in fibra da compositi termoindurenti. Questo metodo \u00e8 particolarmente rilevante per i serbatoi di idrogeno pressurizzati, dove un fascio di fibra di carbonio viene avvolto attorno a un rivestimento di plastica per rendere il serbatoio in grado di resistere a elevate pressioni di esercizio interne fino a 700 bar.<\/p>\n
Il\u00a0vantaggio di questo innovativo metodo di riciclo\u00a0risiede nella capacit\u00e0 di rimuovere la matrice termoindurente che circonda le fibre di carbonio tramite una pirolisi locale, lasciando le fibre stesse praticamente intatte. \u201cLa particolarit\u00e0 di questo processo \u00e8 che eseguiamo la pirolisi della matrice e lo svolgimento del fascio di fibra simultaneamente, a una velocit\u00e0 ragionevole\u00a0senza danneggiare le fibre di carbonio\u201d spiega il responsabile del progetto Mathieu Imbert.<\/p>\n
La sfida sta nel definire la finestra di processo ottimale, poich\u00e9 la degradazione termica della matrice avviene a temperature comprese tra 300 e 600 gradi Celsius, mentre le fibre potrebbero iniziare a danneggiarsi quando la temperatura raggiunge circa 600 gradi Celsius. \u201cAbbiamo trovato un ottimo\u00a0compromesso tra l\u2019efficienza del processo e la qualit\u00e0 del materiale riciclato. I nostri risultati dimostrano che le fibre continue recuperate in questo modo presentano le stesse eccellenti propriet\u00e0 prestazionali delle fibre nuove, il che rende questo metodo estremamente interessante\u201d continua Imbert.<\/p>\n
Vantaggi economici ed ecologici in un unico prodotto<\/p>\n
Questo metodo innovativo offre non solo\u00a0vantaggi ecologici, ma anche un notevole\u00a0potenziale economico per le aziende di riciclo. Poich\u00e9 il calore viene applicato localmente e il fascio di fibre viene rigenerato ininterrottamente, non sono necessari i lunghi tempi di pirolisi e gli elevati costi di processo tipicamente richiesti quando si lavora con serbatoi di idrogeno a pareti spesse. Inoltre, il\u00a0processo di rigenerazione con il laser\u00a0richiede solo circa un quinto dell\u2019energia necessaria per produrre nuove fibre. Questi sono\u00a0vantaggi chiave nell\u2019attuale contesto di aumento dei costi energetici e dei crescenti requisiti ambientali.<\/p>\n
Il progetto dovrebbe durare fino alla fine del 2025 e fa parte del\u00a0programma DigiTain, finanziato dal Ministero Federale Tedesco per gli Affari Economici e la Protezione del Clima (BMWK). I ricercatori stanno attualmente lavorando per\u00a0rendere il processo ancora pi\u00f9 efficiente\u00a0dal punto di vista energetico e per\u00a0migliorare ulteriormente la qualit\u00e0 delle fibre recuperate. Il team di ricerca considera il legame estremamente positivo tra\u00a0l\u2019elevata qualit\u00e0 del materiale riciclato\u00a0e i bassi costi di processo l\u2019argomento chiave dei loro piani di trasferire il nuovo metodo all\u2019industria del riciclo.<\/p>\n
Fonte: Meccanicanews.com<\/p>\n<\/div>
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