バイオカタリティック・サーモセット・リフォームによる複合材料のリサイクル

科学分野:

• 材料科学
• バイオテクノロジー
• 化学工学

背景:

• 炭素繊維強化ポリマー (CFRP) は,自動車,航空宇宙,エネルギー産業における従来の材料を代替しています.
• 炭素繊維とポリマーマトリックスの両方から価値を回復するために,CFRPの有効な寿命終了プロセスを開発することが不可欠です.
• 現在のリサイクル方法では 材料が劣化したり 価値が低い製品が出たりします

研究 の 目的:

• ポリスチレンを含むCFRPのアップサイクリング戦略を開発する.
• 廃棄されたCFRPから貴重な化学物質と無傷な炭素繊維の回収を証明する.
• 材料の価値を維持するCFRPのリサイクルのための持続可能な方法を確立します.

主な方法:

• 熱性ポリマーマトリックスをバイオカタリシスするために,Aspergillus nidulansの合成株を使用した.
• ポリスチレンを含むCFRPをベンゾ酸と有価な二次代謝物に変換するプロセスを開発した.
• 炭素繊維の保存と,その後の複合材料の製造のためのサイズの設計.

主要な成果:

• CFRPをベンゾ酸にアップサイクリングし, (2Z,4Z,6E) -オクタ-2,4,6-トリエノ酸などの二次代謝産物の高出量.
• 単離された炭素繊維は,その整体性とサイズを維持し,新しい複合材料で使用することができました.
• リサイクルされた繊維から製造された複合クーポンは,未使用の基板に匹敵する機械的性質を示した.

結論:

• この研究は,CFRPの繊維とマトリックスの両方から高価値回収のための最初の統合システムを提示します.
• バイオカタリティックアップサイクリングのアプローチは,従来のCFRPの廃棄物管理に持続可能な代替手段を提供します.
• この方法は高度な複合材料の循環型経済を促進します