Acetólisis para el reciclaje de polímeros reforzados con fibra de carbono y epoxiaminas

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería Química
• Química sustentable

Sus antecedentes:

• Los polímeros reforzados con fibra de carbono (CFRP) son cruciales para la ligereza en los sectores aeroespacial, automotriz y de energías renovables.
• La fabricación actual de CFRP consume mucha energía y es costosa, por lo que se requieren estrategias eficaces de reciclado.
• Los métodos de reciclaje existentes a menudo tienen dificultades para recuperar fibras intactas y componentes valiosos de resina.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método de reciclaje químico eficiente para los CFRP.
• Recuperar las fibras de carbono de alta calidad y despolimerizar las resinas de epoxiaminas en monómeros reutilizables.
• Evaluar la viabilidad económica y el impacto ambiental del proceso de reciclaje propuesto.

Principales métodos:

• Despolimerización de los termofijos epoxiamínicos en CFRP mediante el uso de ácido acético.
• Optimización de las condiciones de reacción para una recuperación eficiente de fibras y monómeros.
• En el caso de los residuos de fibra de carbono producidos después del consumo, la ampliación del proceso y la fabricación de compuestos demostrativos.
• Análisis tecnoeconómico y evaluación del ciclo de vida del método de reciclaje.

Principales resultados:

• El ácido acético despolimeriza de manera eficiente tanto los termofijos epoxiamínicos alifáticos como los aromáticos.
• Las fibras de carbono prístinas se recuperan con una alta integridad mecánica después de múltiples ciclos de reciclaje.
• El proceso produce monómeros recuperables de la resina termoestable.
• Las fibras de carbono recicladas son rentables (US $ 1,50 / kg) con emisiones de gases de efecto invernadero significativamente más bajas (reducción del 99%).

Conclusiones:

• El método basado en el ácido acético ofrece un enfoque ampliamente aplicable y eficiente para el reciclaje de CFRP.
• Esta tecnología permite la recuperación de fibras de carbono recicladas mecánicamente viables y de valiosos monómeros de resina.
• El proceso es rentable y ecológicamente superior a la producción de fibra de carbono virgen, promoviendo una economía circular para los CFRP.