Kompozyty wzmocnione włóknami węglowymi na osnowie polimerowej znajdują coraz szersze zastosowanie w produkcji przemysłowej, między innymi w lotnictwie i motoryzacji. Do ich niewątpliwych zalet należą bardzo dobre właściwości mechaniczne przy stosunkowo niewielkiej masie, a także odporność na korozję. Ich podstawowe ograniczenie związane jest z wykorzystaniem epoksydowej żywicy termoutwardzalnej, która po utrwaleniu nie poddaje się dalszemu przetwórstwu, co utrudnia recykling i gospodarowanie odpadami kompozytowymi, których przybywa w coraz szybszym tempie.
Typowe metody recyklingu CFRP koncentrują się na odzysku włókien węglowych, a materiał osnowy ulega zniszczeniu bądź traktowany jest jako odpad. Tego rodzaju procesy przebiegają w wysokiej temperaturze, w obecności agresywnych chemikaliów lub zużywają duże ilości energii.
Zaprezentowana prze singapurskich badaczy metoda recyklingu CFRP stanowi alternatywne podejście, pozwalające na zagospodarowanie zarówno włókien zbrojenia, jak i materiału osnowy. W pierwszej kolejności odpady kompozytowe poddawane są rozdrobnieniu mechanicznemu metodą mielenia na mokro, w wyniku którego uzyskiwany jest proszek z krótkimi fragmentami włókien. Tak otrzymany surowiec wtórny miesza się następnie z karboksymetylocelulozą, a uzyskaną mieszankę poddaje się suszeniu sublimacyjnemu, w wyniku czego powstaje aerożel. Materiał jest lekki, z gąbczastą strukturą o porowatości otwartej na poziomie 91,25–94,51%. Charakteryzuje się niską masą (gęstość 0,08–0,12 g/cm3) i dobrymi właściwościami mechanicznymi (moduł sprężystości 418,95 kPa).
Jak sama nazwa wskazuje, znaczną część objętości aerożelu stanowi powietrze, co spowalnia przewodzenie ciepła w obrębie materiału do poziomu 0,042–0,049 W/m·K. Struktura wykazuje także dobre właściwości w zakresie pochłaniania dźwięku (współczynnik 0,51). Potencjalne zastosowania aerożelu na bazie rCFRP obejmują więc izolację termiczną i wygłuszanie hałasu. Po modyfikacji powierzchni, materiał staje się chłonny i zdolny jest absorbować olej w proporcji 15g/g, dzięki czemu może sprawdzić się w przeciwdziałaniu wyciekom oleju.
Możliwość bezpośredniej konwersji odpadów kompozytowych na funkcjonalny materiał w ramach skalowalnego procesu technologicznego, nie wymagającego dużych ilości energii ani agresywnych środków chemicznych, wyznacza nowy kierunek w recyklingu CFRP i gospodarce materiałami kompozytowymi w obiegu zamkniętym.
cde.nus.edu.sg
Quang M.N. Phan et al.: Full-material upcycling of carbon Fiber/Epoxy waste into cytocompatible Multi-functional aerogels for thermal and acoustic Insulation, and oil spill cleaning, Waste Management, vol. 223, 2026, 115701
