Há alguns dias, o professor Aniruddh Vashisth, da Universidade de Washington, publicou um artigo na conceituada revista internacional Carbon, alegando 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, o novo material pode ser reparado repetidamente.
Mantendo as propriedades mecânicas dos materiais tradicionais, o novo CFRP (polímero reforçado com fibra de carbono) apresenta uma nova vantagem: a capacidade de ser reparado repetidamente sob a ação do calor. O calor pode reparar danos por fadiga no material e também ser utilizado para decompô-lo quando necessário para sua reciclagem ao final de sua vida útil. Como o CFRP tradicional não pode ser reciclado, torna-se importante o desenvolvimento de um novo material que possa ser reciclado ou reparado utilizando 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. Tecnicamente, esse material deveria ser chamado de Vitrímeros Reforçados com Fibra de Carbono (vCFRP, Vitrímeros Reforçados com Fibra de Carbono). O polímero de vidro (vitrímeros) é um novo tipo de material polimérico que combina as vantagens dos plásticos termoplásticos e termofixos, inventado pelo cientista francês Professor Ludwik Leibler em 2011. O material vitrímero utiliza um mecanismo de troca dinâmica de ligações, que permite a troca reversível de ligações químicas de forma dinâmica quando aquecido, mantendo simultaneamente uma estrutura reticulada. Dessa forma, os polímeros termofixos podem se autorreparar e ser reprocessados como os polímeros termoplásticos.
Em contraste, os materiais comumente referidos como compósitos de fibra de carbono são, na verdade, compósitos de matriz de resina reforçada com fibra de carbono (CFRP), que podem ser divididos em dois tipos: termofixos ou termoplásticos, de acordo com a estrutura da resina. Os compósitos termofixos geralmente contêm resina epóxi, cujas ligações químicas consolidam permanentemente o material em uma única peça. Os compósitos termoplásticos contêm resinas termoplásticas relativamente macias que podem ser derretidas e reprocessadas, mas isso inevitavelmente afeta 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 dos 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 de grande utilização de CFRP (polímero reforçado com fibra de carbono), e a recuperação dessas pás sempre foi um problema nesse setor. Após o término de sua vida útil, milhares de pás descartadas são descartadas em aterros sanitários, causando um enorme impacto ambiental.
Se o vCFRP puder ser usado na fabricação de pás, ele poderá ser reciclado e reutilizado por meio de aquecimento simples. Mesmo que a pá tratada não possa ser reparada e reutilizada, pelo menos poderá 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 rumo ao desenvolvimento sustentável.
Se o vCFRP puder ser usado na fabricação de pás, ele poderá ser reciclado e reutilizado por meio de aquecimento simples. Mesmo que a pá tratada não possa ser reparada e reutilizada, pelo menos poderá 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 rumo ao desenvolvimento sustentável.
Data da publicação: 09/11/2021
