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复合材料的生态之路

来源:https://www.xiutupi.com 发布时间:2021-10-10热度:

复合材料是指由两种或两种以上具有不同成分和特性的材料,按照设计的比例与结构组合而成的材料。
典型的复合材料为玻璃纤维增强聚酯树脂,俗称为‘玻璃钢”。
另外,钢筋混凝土也是一种最常见的复合材料。

复合材料由于具有性能最优化的条件,因此,与“单质”材料相比,一般具有质量轻、比强度高、比弹性模量大和使用寿命长等特点。
从这种意义上讲,复合材料具有节约资源和能源的环境功能。
但是,由于复合材料成分复杂,报废后难以再生,因此,又是一种环境负荷较重的材料。

复合材料的生态化问题可以从以下几个方向寻求解决:
    
(1)进一步强化复合材料的力学性质、化学稳定性和耐久性,通过节省制造过程中的资源消耗、使用阶段的能源消耗和延长一次性使用年限,来降低复合材料整个的生命周期环境负荷。如汽车上使用复合材料后,可以使车身重量降低20%,每百千米燃油减少1升多,飞机、火箭使用复合材料可以降低自重30%。40%,不仅减少燃料消耗,而且增加载物重量。
    
(2)采用仿生技术,制造具有自修复、自适应和自分解等“智慧”的智能环保型复合材料。
如日本采用微胶囊技术,在弹性材料中分别装入含有熟合剂、固化剂、发泡剂和发泡引发剂等材料的微胶囊。
当材料受力大于一定数值后,含动合剂和固化剂的微胶囊破裂,融合剂固化抵御应力破坏,被拉断的纤维可以自动焊接当材料废弃不用后,含发泡剂和发泡引发剂的微胶囊在光、热、电、磁和辐射等外界刺激下破裂,使复合材料结构解体,便于回收再利用。
    
(3)开发便于反复使用和便于分离的复合材料。
如利用液晶聚合物作纤维增强材料与树脂复合,当回收再利用时,纤维和树脂一起被粉碎、熔化,凝固后液晶材料会重新凝聚成纤维,如此反复多次,材料的性能也不会下降。
又如,碳纤维具有较强的耐热性和抗化学腐蚀性,用此增强的塑料制品报废后,可以通过加热、溶剂溶解等措施,将塑料和碳纤维分离、分别回收和重新使用。
    
(4)扩大复合材料在能源、环保领域的应用。基于高性能、可设计的优势,复合材料可以在新能源开发、能源储存和海洋开发等对材料要求苛刻的领域大展宏图。
质轻抗震、隔音防磁及隔热阻燃等性能的复合材料,可以为人们提供更加安全舒适的环境空间。
    
(5)大力开发废弃复合材料的回收利用技术和再生利用产品。
鉴于复合材料直接再生比较困难,且往往经济上不合算的现实,可以在复合材料的梯度利用上下工夫。
如用回收的复合汽车零部件,制成要求较低的安全帽,

安全帽废弃后再模塑成家用电器外壳,家用电器外壳不用后,还可以通过于馏分解出燃料油,渣子可当作塑料填料。


复合材料的生态之路第1张图

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