Ученые из Сколтеха (Skoltech) показали, что стеклопластик можно перерабатывать вторично без значительного ухудшения механических свойств, а в отдельных случаях — с их улучшением. Такие результаты специалисты объяснили выбором оптимальной технологии переработки.
«Принципиально важно сохранять при вторичной переработке длину армирующего волокна. Мы резали плиты на полоски параллельно направлению волокон и за счет этого не теряли длину волокна. А если плиты резать или дробить произвольным образом, как это обычно происходит, каждый цикл переработки будет сопряжен с заметным снижением средней длины волокна и, как следствие, ухудшением механических характеристик», — пояснил руководитель исследования Александр Сафонов, доцент Центра технологий материалов Сколтеха.
Общая схема исследования. Стержни из стеклопластика методом горячей формовки превращают в плоские плиты, которые затем неоднократно разрезаются и снова прессуются в плитыИзображение: Сколтех, Валентина Кравцова
В ходе исследования ученые использовали полипропиленовые стержни, армированные стекловолокном. Стержни нагрели и спрессовали в плоские плиты (первый цикл переработки), которые затем четырежды нарезали на полоски, нагревали и снова прессовали в плиты. Прочность и эластичность изделий каждого из пяти «поколений» замерили в ходе механических испытаний. На таких характеристиках, как термостойкость и химический состав материала, переработка не отразилась.
«Мало того что механические характеристики в конечном итоге ухудшались не столь заметно, как мы ожидали; оказалось, что иногда переработка даже их улучшала, — прокомментировала результаты исследования его первый автор, выпускница магистратуры „Передовые производственные технологии“ Сколтеха Валентина Кравцова. — Улучшение свойств отмечалось на первом цикле переработки, когда форма изделия менялась со стержня на плиту, а дальше характеристики незначительно портились при дальнейшей переработке плит в плиты».
Результаты исследования дают основания рассчитывать, что при наличии соответствующего регулирования плохо поддающиеся утилизации термореактивные композиты могут постепенно вытесняться термопластичными аналогами. Последние смогут получить вторую жизнь без заметной потери качества, хотя степень влияния горячей формовки на механические характеристики переработанных изделий будет зависеть от соблюдения технологии и качества исходного сырья.