Araştırmacılar geri dönüştürülemeyen alev geciktirici EV kompozitlerini geri dönüştürülebilir hale getiriyor

Koreli araştırmacılar, mükemmel alev direncini korurken, kürlendikten sonra geri dönüştürülemeyen geleneksel alev geciktirici kompozitlerin temel sınırlamasının üstesinden gelen, geri dönüştürülebilir bir alev geciktirici kompozit geliştirdiler.

Kore Kimyasal Teknoloji Araştırma Enstitüsü’nden (KRICT) Dr. Jin Chul Kim, Dr. Ji-Eun Jeong ve Dr. Young-Jae Jin liderliğindeki bir araştırma ekibi, yalnızca düşük maliyetli, düşük moleküler ağırlıklı bir poliolefin katkı maddesi ekleyerek aynı anda gelişmiş işlenebilirlik, alev geciktirme ve geri dönüştürülebilirlik elde eden, kendi kendini güçlendiren bir kompozit (SRC) üretim teknolojisi geliştirdi.

Bulgular dergide yayınlandı Kompozitler Bölüm B: Mühendislik.

Teknolojinin, geleneksel olarak metallere veya geri dönüştürülemeyen termoset fiber takviyeli kompozitlere dayanan elektrikli araçlar gibi yeni nesil mobilite uygulamalarında hafif, geri dönüştürülebilir bileşenlerin kullanımına olanak sağlaması bekleniyor.

Bir tür termoset kompozit malzeme olan fiber takviyeli kompozitler, otomotiv bileşenleri, elektronik devre kartları ve elektrik prizleri dahil olmak üzere yüksek alev direnci gerektiren ürünlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kürleştikten sonra şekilleri kalıcı olarak sabitlendiğinden, yangın gibi sıcaklığın yüksek olduğu ortamlarda bile yapısal bütünlüklerini koruyabilirler.

Ancak bu malzemeler kürlendikten sonra ısıtılsa bile tekrar eritilemezler ve bu nedenle yüksek sıcaklıklarda çöpe atılmaları veya yakılmaları gerekir. Karbon nötrlüğüne verilen önemin artmasıyla birlikte, “geri dönüştürülemeyen malzemeler” ile ilgili düzenlemeler ve bunların değiştirilmesi kaçınılmaz hale geldi; bu durum, yeniden işlenebilen, aynı zamanda alev geciktirici ve işlenebilirlik sağlayan kompozit malzemelere acil bir ihtiyaç yarattı.

Bu zorluğun üstesinden gelmek için araştırma ekibi, ısıtıldığında yeniden işlenebilen yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) elyaf ve film katmanlarını istifleyerek kendi kendini güçlendiren bir kompozit geliştirdi.

Araştırmacılar, ara filme az miktarda düşük maliyetli, düşük moleküler ağırlıklı bir poliolefin katkı maddesi ekleyerek onun aynı anda üç işlevi yerine getirmesini sağladı. Katkı maddesi malzemeyi daha akıcı hale getirir, böylece film ve elyaflar boşluk bırakmadan sıkı bir şekilde yapışır; alev geciktirici parçacıkların topaklaşmadan eşit şekilde dağılmasına yardımcı olur; ve geri dönüşüm sırasında yıkanarak etkili bir şekilde giderilebilir.

Katmanlar arası yapışma, kompozit bileşenlerin dayanıklılığını ve güvenliğini belirleyen önemli bir faktördür. Yeni katkı maddesi ile film ile elyaf arasındaki yapışma, katkı maddesi içermeyen malzemeye kıyasla yaklaşık %40 oranında iyileştirildi.

Buna ek olarak, ağırlıkça %40’a kadar alev geciktirici eklenmesi normalde güç ve esneklikte önemli bir düşüşe neden olsa da, kompozit, mekanik özelliklerinden ödün vermeden en yüksek alev geciktirici derecesi olan UL 94 V-0’a (Underwriters Laboratories (UL) tarafından belirlenen UL 94 dikey yanma testi kapsamında en yüksek derece; V-0 olarak derecelendirilen malzemeler tutuşma sonrasında hızla kendi kendine söner ve aşağıdaki yanıcı malzemeleri tutuşturan alev damlamaları üretmez) elde etti.

Bu arada, geleneksel bir ticari katkı maddesi içeren malzemeler, geri dönüşüm sırasında katkı maddesinin %40’ından fazlasını muhafaza eder ve bu da malzeme özelliklerinde önemli bir bozulmaya neden olur. Buna karşılık, araştırma ekibi tarafından kullanılan katkı maddesinin %90’ından fazlası giderilebiliyor ve bu da, işlenmemiş plastikle karşılaştırılabilecek renk ve dayanıklılığa sahip, yüksek saflıkta geri dönüştürülmüş malzemenin geri kazanılmasını sağlıyor.

Araştırma ekibi, endüstriyel uygulamalar için ek alev geciktirici testler yapmayı ve alev geciktiricilerin tekrarlanan geri dönüşüm sırasında birikmediğinden emin olmak için takip çalışmaları yapmayı planlıyor. Ekip ayrıca, malzeme özelliği değerlendirmesi ve gösterim çalışmaları konusunda potansiyel endüstriyel kullanıcılarla işbirliği yaparak yeni nesil mobilite uygulamalarına yönelik yapısal kompozitlerin ticarileşmesini hızlandırmayı planlıyor.