韩国开发新型环保、可回收的阻燃碳纤维复合材料

碳纤维增强复合材料(CFRP)是一种包含碳纤维和环氧树脂的复合材料，其重量比钢轻四倍，但强度却高十倍，广泛用于航空航天，汽车，船舶等行业。CFRP的高温性能较差，之前通过添加卤素阻燃剂的方式使其具有防火能力，但是这种阻燃剂在焚化回收时会产生有毒物质，在全球范围内被禁止，因此开发出一种无毒、安全的阻燃剂成为CFRP的研究重点。

近日，韩国科学技术研究院（KIST）宣布，由高级复合材料研究所领导的研究小组使用植物来源的单宁酸开发了阻燃碳纤维增强塑料（CFRP），并提出了一种环保回收的方法。

KIST高级复合材料研究所首席研究员Jung Yong-chae试图通过使用单宁酸（一种生态友好型物质）提高CFRP的机械刚性和阻燃性。单宁酸与碳纤维牢固结合，燃烧时变成木炭，焦黑的单宁酸可作为阻挡外部氧气流入的屏障从而实现阻燃。

与传统的环氧树脂不同，由单宁酸制成的环氧树脂具有阻燃性，不需要添加剂。这也意味着焚化CFRP进行回收时将不会有有毒物质产生。另外，由于常规CFRP在燃烧时会降低其环氧树脂的性能，从而无法完全回收，因此研究小组提出了一种新的回收方法。

通过以超临界流体状态（即，温度和压力超过设定水平）将CFRP溶解在水中，可以回收超过99%的CFRP而不会降低碳纤维性能。环氧树脂在溶解时会产生一种称为“碳点”的物质，该物质可用作电子材料。传统焚化回收方法会燃烧环氧树脂，仅留下不完整的碳纤维以进行回收，而这种新的回收方法可以回收复合材料的所有组件。

相关研究人员表示：“我们创造了一种具有广泛应用范围的复合材料，与传统的碳纤维增强塑料相比，其阻燃性、机械刚度和可回收性有了显着改善。这些改进的材料特性非常重要，它们决定了碳纤维更广阔的适用范围。我们将进一步研究这种复合材料的结构，以提高性能，并进一步扩展其应用范围。”