Karbon fiber takviyeli epoksi kompozitlerin geri dönüşümü

Kompozit malzemeler, yüksek dayanım/ağırlık oranı, korozyon direnci ve dayanıklılık gibi özellikleri sayesinde çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, termoset esaslı kompozitlerin artan kullanımı, kullanım ömrü sonundaki atık yönetimi konusunda ciddi endişelere yol açmaktadır; çünkü bu tür malzemelerin geleneksel yöntemlerle geri dönüştürülmesi zordur. Yeni gelişen teknolojiler arasında yer alan mikrodalga destekli asitle çözündürme yöntemi, umut vadeden, verimli ve çevre dostu bir geri dönüşüm yaklaşımı olarak dikkat çekmektedir. Bu çalışma, karbon fiber takviyeli polimer (CFRP) atıklarının hızlı mikrodalga destekli nitrik asit çözündürme yöntemiyle kapalı döngü geri dönüşümünü incelemektedir. İşlem sıcaklığı (120 °C–150 °C) ve mikrodalga uygulama süresi (5–10 dakika) değiştirilerek parametrik bir çalışma gerçekleştirilmiş, diğer tüm parametreler sabit tutulmuştur. Bu çalışma aralığında en uygun durum 150 °C'de 10 dakikada, %99 reçine çözünme oranı ile elde edilmiştir. Geri dönüştürülen karbon fiberler, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılımlı X-Işını Spektroskopisi (EDS) ve Raman spektroskopisi kullanılarak karakterize edilmiş ve orijinal fiberlerle karşılaştırılmıştır. Fiberlerin yüzeyinde belirgin bir aşınma gözlemlenmemiş, çaplarında değişim olmamış ve reçine kalıntısı minimum düzeyde kalmıştır. Farklı geri dönüşüm koşullarında elde edilen ID/IG oranlarının karşılaştırılması, geri dönüşüm süreci sırasında yapısal bir bozulma meydana gelmediğini göstermektedir. Bu sonuçlar, önerilen yöntemin havacılık sınıfı karbon fiberlerin verimli ve hasarsız şekilde geri kazanımını sağladığını ve kapalı döngü geri dönüşüm sistemleri için uygun olduğunu doğrulamaktadır. Zaman ve sıcaklık parametrelerinin değişimiyle tanımlanan geri dönüşüm çevrimi, ilerideki araştırmalar için bir temel oluşturabilir. Fiberler yapısal bütünlüklerini koruduğundan yeniden kullanım için uygun görünmektedir; ancak, üretime yönelik uygunluklarını değerlendirmek amacıyla mekanik performanslarının orijinal fiberlerle karşılaştırmalı olarak incelenmesi önerilmektedir.