I materiali compositi in fibra di carbonio sono difficilissimi da recuperare. Ma questo nuovo CFRP riciclabile può rappresentare una svolta inedita
Partendo da un polimero comune, i ricercatori hanno realizzato un CFRP riciclabile super resistente
(Rinnovabili.it) – Se c’è qualcosa di difficile da separare, sono proprio i polimeri rinforzati con fibre di carbonio (CFRP). Il riciclo di questi materiali è molto complesso e poche ricerche si concentrano su come dipanare la matassa.
Forse è per questo che gli scienziati del Dipartimento dell’Energia dell’Oak Ridge National Laboratory hanno preso un’altra strada. Invece di lavorare sul materiale a fine vita, hanno pensato di sviluppare da zero un CFRP riciclabile, che ha le stesse proprietà del “cugino” convenzionale ma si può recuperare completamente. La procedura a ciclo chiuso per la sintesi del CFRP riciclabile, dettagliata in uno studio pubblicato su Cell Reports Physical Science, affronta questa sfida attraverso la reticolazione dinamica (cross-linking) che rende il polimero riciclabile più volte senza compromettere le sue proprietà meccaniche.
I ricercatori hanno funzionalizzato un polimero di uso comune con crosslinking dinamico, rendendolo simile ai materiali termoindurenti. La funzionalizzazione dei materiali polimerici è una tecnica che permette di modificarne la struttura chimica ad hoc in modo da ottimizzare il comportamento del materiale. Nello specifico, i ricercatori hanno ottimizzato la chimica interfacciale tra le fibre di carbonio e la matrice polimerica, prendendo ispirazione dalla resistenza della madreperla nelle conchiglie dei molluschi. Il CFRP risultante ha mostrato una adesione interfacciale maggiore del 43% rispetto ai polimeri privi di legami dinamici.
Il sistema sviluppato dall’ORNL consente poi alla matrice polimerica e alle fibre di carbonio incorporate di subire molteplici cicli di riprocessamento senza perdere resistenza e robustezza. La resistenza a trazione raggiunge i 731 megapascal, superando l’acciaio inossidabile e i CFRP convenzionali a base di resina epossidica. Il processo di riciclo a ciclo chiuso recupera il 100% dei materiali iniziali, mitigando gli sprechi.
I prossimi passi del team prevedono studi simili con compositi in fibra di vetro per ridurre ulteriormente i costi e l’impronta di carbonio. Le potenziali applicazioni della tecnologia includono pale eoliche, veicoli elettrici, materiali aerospaziali e articoli sportivi.
