新型环保，阻燃碳塑料是回收的理想选择

KIST研究团队使用植物起源的单宁酸来开发阻燃碳纤维增强塑料（CFRP）。

基于生物环氧树脂制成的无毒，阻燃复合材料。99％的生态友好循环在几十分钟内仅通过溶解在水中。

已经开发了阻燃碳纤维增强复合材料。韩国科技学院（KIST）宣布，由其先进复合材料研究所的研究团队，由Yong Chae Jung博士使用植物起源的单宁酸*来开发阻燃碳纤维增强塑料**（ CFRP）并介绍了一种生态友好的回收方法。

*单宁酸：一种充满自然的物质，单宁酸是一种通常由植物合成的多酚。

**碳纤维增强塑料：碳纤维增强的先进的轻质复合材料，具有高刚性和高弹性，适用于各种应用。

一种环保回收的复合材料。

CFRP，一种含有碳纤维的复合材料，其比钢的速度大约四倍，在航空航天，汽车，造船和运动器材行业广泛应用。在结构上，CFRP由碳纤维和环氧树脂组成，其在该复合材料中用于类似于加强杆和水泥在混凝土结构中的各种作用的相应作用。为了实现机械刚性，CFRP中碳纤维和环氧树脂的结合必须强烈。此外，CFRP必须是防火的，因为它用于与日常生活密切相关的目的，例如，用作建筑材料。为了在CFRP中诱导这些特征，有时它是用添加剂合成的。

由于其对热量的敏感性，通过添加卤素阻燃剂***，CFRP已被释放。然而，在全世界禁止在CFRP中使用卤素，因为它在焚烧时产生有毒物质以进行回收。因此，手头的任务是通过使用无毒，安全的材料来制造CFRP阻燃剂。

***卤素：属于周期表上的组17的元素，包括氟，氯，溴和碘。

韩国科技学院先进复合材料研究所荣慈博士（KIST）。

KIST的先进复合材料研究所首脑研究员Jung Yong-Chinae寻求提高CFRP与单宁酸，环保物质的机械刚性和阻燃性。单宁酸特征性地用碳纤维强烈键合。烧毁时它也变成了木炭。烧焦的鞣酸用作阻挡外部氧气流入的屏障。通过从单宁酸和将其混合到碳纤维中的环氧树脂，KIST研究团队成功开发了一种强大和阻燃性的CFRP。

与易受加热的常规环氧树脂不同，由单宁酸制成的环氧树脂是阻燃剂，不需要添加剂。这意味着在焚烧CFRP时产生的有毒物质不再是一个问题。此外，因为常规CFRP当燃烧时降低其环氧树脂的性能，排除完全回收，研究团队提出了一种新的再循环方法。

通过将CFRP溶解在水中的超临界流体****状态 - 即，在设定水平上的温度和压力 - 可以回收超过99％的CFRP而不降低碳纤维性能。还发现环氧树脂在溶解时产生一种称为碳点“*****”的物质，其可用作电子材料（光学，传感，生物分析等）。与焚烧再循环的方法不同，这燃烧过环氧树脂仅留下不完全碳纤维被再循环，这种新的再循环方法能够再循环复合材料的所有组分。

****超临界流体：一种温度和压力高于临界水平的物质。与气体的可扩展性和液体的可溶解性有关。水和二氧化碳是通常用作超临界流体的物质。超临界水可以溶解甚至金。

*****碳点：用碳作为其主要元素的碳量子点具有光致发光和半导体的特征，使它们类似于无机量子点。由于所述特性，碳量子点被广泛用于生物成像，传感器，发光二极管（LED）照明，有机太阳能电池和光催化剂的区域。

首席研究员Jung博士说，“我们创建了一种复合材料，具有扩展的应用范围，这是对常规碳纤维增强塑料在阻燃性，机械刚性和可回收性方面的显着改善。这些改进的性状是显着的，因为它们确定了所述复合材料的应用范围。“他补充说，“我们将审查该复合材料的结构，实现进一步改善的性质，进一步扩大其应用范围。”

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参考：Y Young-O Kim，Jaehyun Cho，Young Nam Kim，Kun Kim，Byoung Wan Lee，Jae Woo Kim，Minkook Kim和Yong Chae Jung，5月20日，Composites Part B部分：工程.DOI：
10.1016 / j.compositesb.2020.108173

由科学和信息通信技术部支持的研究是韩国科学技术研究所的制度研究计划。一篇期刊文章，解释了该研究结果发表于最新的复合部分B：工程，主要的国际期刊在材料科学和复合材料领域（JCR的前2％）。