KIST开发出环保阻燃碳纤维增强塑料，非常适合回收利用
韩国科学技术研究院（KIST）宣布，由高级复合材料研究所（Yong chae Jung）领导的研究小组使用植物源单宁酸开发了一种阻燃碳纤维增强塑料（ CFRP），并提出了一种环保回收方法。研究人员开发出了一种阻燃的碳纤维增强复合材料。以植物源单宁酸为原料的生物环氧树脂为基础的无毒阻燃复合材料。只需溶于水，数十分钟内即可实现99%的环保回收。
CFRP是一种含有碳纤维的复合材料，其重量比钢轻约四倍，但强度却高十倍，广泛用于航空航天，汽车，造船和运动器材行业。从结构上看，CFRP是由碳纤维和环氧树脂组成的，它们在这种复合材料中的功能类似于钢筋和水泥在混凝土结构中所起的作用。为了达到机械刚度，碳纤维和环氧树脂在CFRP中的结合必须牢固。此外，CFRP必须具有防火性，因为它的用途与日常生活密切相关，例如作为建筑材料使用。为了使CFRP具有这些特性，有时会在CFRP中加入添加剂进行合成。
由于CFRP热敏感性，通过添加***卤素阻燃剂使其具有防火性。但是，由于CFRP在焚烧回收时会产生有毒物质，所以在全球范围内禁止在CFRP中使用卤素。因此，当前的任务是使用无毒、安全的材料制造CFRP阻燃剂。
***卤素。属于周期表第17组的元素，包括氟、氯、溴、碘。
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提高CFRP的机械刚度和阻燃性。单宁酸的特点是与碳纤维紧密结合。燃烧时也会变成木炭。炭化后的单宁酸具有阻隔外部氧气流入的功能。KIST的研究小组将单宁酸制造成环氧树脂，并将其混入碳纤维中，成功开发出了高强度、阻燃性好的CFRP。
与传统的易受热作用的环氧树脂不同，由单宁酸制成的环氧树脂具有阻燃性，不需要添加剂。这意味着焚化CFRP进行回收时产生的有毒物质将不再是问题。另外，由于常规CFRP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。还发现，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（Optronics，Sensing，Bioimaging等）。通过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，不同于焚化回收方法，而这种新回收方法可以回收复合材料的所有成分。
该研究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，机械刚性和可回收性有了显着改善。这些改进的特性非常重要因为它们决定了所述复合材料的应用范围。研究人员将继续对这种复合材料结构进行深入研究，以进一步提高性能，并进一步扩大其应用范围。
