Материал будущего: простая добавка облегчает переработку эпоксидной смолы

Учёные нашли способ сделать экологически безопасным один из самых прочных и ранее не поддававшихся переработке материалов — эпоксидную смолу.

С помощью специальной фосфорсодержащей добавки исследователям удалось создать версию смолы, которую можно перерабатывать многократно, сохраняя её огнестойкость и прочность.

Эпоксидная смола относится к термореактивным полимерам. После отверждения её молекулярные цепи образуют прочные поперечные связи, которые невозможно разорвать нагревом. Это делает материал нерасплавляемым и непригодным для традиционной переработки. Сегодня отработавшие детали из эпоксидки либо сжигают, либо отправляют на полигоны. При этом материал широко используется в высокотехнологичных отраслях — от авиации и ветроэнергетики до производства спортинвентаря.

Специалисты швейцарского исследовательского института Empa обнаружили, что добавление в состав смолы фосфорсодержащего полимера до её отверждения меняет её свойства. Фосфор не только выполняет функцию антипирена, повышая огнестойкость, но и делает молекулярные связи обратимыми. В результате затвердевший материал при нагреве может «перестраиваться», сообщает hi-tech.mail.ru

Это открывает два пути для утилизации. Первый — термомеханический: изделие можно измельчить в порошок и под давлением и нагревом сформовать в новую деталь. Учёные провели десять таких циклов без существенной потери прочности.

Второй способ — химический — применяется для композитных материалов, где смола сочетается с угле- или стекловолокном. Новую смолу можно растворить, извлекая до 90% исходного материала и ценные волокна практически неповреждёнными, что ранее было крайне сложной задачей.

Исследователи уже оптимизировали процесс для промышленного масштаба и ищут партнёров для коммерциализации. Одним из первых применений «эпоксидки будущего» могут стать покрытия и клеи для лопастей ветряных турбин, где критически важны пожарная безопасность и возможность ремонта. Это открытие прокладывает путь к созданию полноценной замкнутой экономики для композитных материалов, которые сегодня считаются практически одноразовыми.