Há alguns dias, o professor Aniruddh Vashisth, da Universidade de Washington, publicou um artigo na revista internacional Carbon, afirmando ter desenvolvido com sucesso um novo tipo de material compósito de fibra de carbono. Ao contrário do CFRP tradicional, que não pode ser reparado após ser danificado, os novos materiais podem ser reparados repetidamente.
Mantendo as propriedades mecânicas dos materiais tradicionais, o novo CFRP acrescenta uma nova vantagem: pode ser reparado repetidamente sob a ação do calor. O calor pode reparar qualquer dano causado pela fadiga do material e também pode ser usado para decompor o material quando ele precisar ser reciclado ao final do ciclo de serviço. Como o CFRP tradicional não pode ser reciclado, é importante desenvolver um novo material que possa ser reciclado ou reparado usando energia térmica ou aquecimento por radiofrequência.
O Professor Vashisth afirmou que a fonte de calor pode retardar indefinidamente o processo de envelhecimento do novo CFRP. A rigor, esse material deveria ser chamado de Vitrímero Reforçado com Fibra de Carbono (vCFRP, Carbon Fiber Reinforced Vitrimers). O polímero de vidro (vitrímero) é um novo tipo de material polimérico que combina as vantagens dos plásticos termoplásticos e termoendurecíveis, inventado pelo cientista francês Professor Ludwik Leibler em 2011. O material de vitrímero utiliza um mecanismo de troca de ligações dinâmicas, que permite a troca reversível de ligações químicas de forma dinâmica quando aquecido, mantendo, ao mesmo tempo, uma estrutura reticulada como um todo, permitindo que os polímeros termoendurecíveis sejam auto-regenerativos e reprocessados como os polímeros termoplásticos.
Em contraste, os materiais compósitos de fibra de carbono comumente conhecidos são materiais compósitos de matriz de resina reforçada com fibra de carbono (PRFC), que podem ser divididos em dois tipos: termofixos ou termoplásticos, de acordo com a estrutura da resina. Os materiais compósitos termofixos geralmente contêm resina epóxi, cujas ligações químicas podem consolidar permanentemente o material em um único corpo. Os compósitos termoplásticos contêm resinas termoplásticas relativamente macias que podem ser derretidas e reprocessadas, mas isso inevitavelmente afetará a resistência e a rigidez do material.
As ligações químicas no vCFRP podem ser conectadas, desconectadas e reconectadas para obter um "meio-termo" entre materiais termofixos e termoplásticos. Os pesquisadores do projeto acreditam que os vitrímeros podem se tornar um substituto para resinas termofixas e evitar o acúmulo de compósitos termofixos em aterros sanitários. Os pesquisadores acreditam que o vCFRP representará uma grande mudança de materiais tradicionais para materiais dinâmicos e terá uma série de impactos em termos de custo do ciclo de vida completo, confiabilidade, segurança e manutenção.
Atualmente, as pás de turbinas eólicas são uma das áreas com maior utilização de CFRP, e a recuperação de pás sempre foi um problema nesse setor. Após o término do período de serviço, milhares de pás inutilizadas foram descartadas em aterros sanitários, causando um enorme impacto ambiental.
Se o vCFRP puder ser usado na fabricação de lâminas, ele poderá ser reciclado e reutilizado por simples aquecimento. Mesmo que a lâmina tratada não possa ser reparada e reutilizada, pelo menos ela pode ser decomposta pelo calor. O novo material transforma o ciclo de vida linear dos compósitos termofixos em um ciclo de vida cíclico, o que representará um grande passo em direção ao desenvolvimento sustentável.
Se o vCFRP puder ser usado na fabricação de lâminas, ele poderá ser reciclado e reutilizado por simples aquecimento. Mesmo que a lâmina tratada não possa ser reparada e reutilizada, pelo menos ela pode ser decomposta pelo calor. O novo material transforma o ciclo de vida linear dos compósitos termofixos em um ciclo de vida cíclico, o que representará um grande passo em direção ao desenvolvimento sustentável.
Horário da publicação: 09/11/2021
