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At Empa in Switzerland, solvent and heat have been used to pull apart a material built like a sandwich: an aramid honeycomb core, woven glass or carbon-fiber layers, and epoxy holding it together. The structure is used in applications such as aircraft and train cabin floors, and the researchers say their new flame-retardant epoxy system can be softened, reshaped and separated—offering a possible route beyond incineration or landfill.
A Empa, in Svizzera, solvente e calore sono stati utilizzati per separare un materiale costruito come un sandwich: un'anima a nido d'ape in aramide, strati in vetro tessuto o fibra di carbonio e resina epossidica che li tiene insieme. La struttura è utilizzata in applicazioni come i pavimenti delle cabine di aerei e treni, e i ricercatori affermano che il loro nuovo sistema epossidico ignifugo può essere ammorbidito, rimodellato e separato, offrendo una possibile alternativa all'incenerimento o alla discarica.
The challenge sits in the binder. Cured conventional epoxy normally cannot be melted and reshaped, and it is difficult to chemically separate from the fibers and honeycomb. Empa’s composite uses a phosphorus-containing additive that changes the resin’s behavior: under specific conditions, the cured epoxy can soften and be reshaped, enabling what is known as thermomechanical recycling.
La difficoltà riguarda il legante. La resina epossidica convenzionale indurita normalmente non può essere fusa e rimodellata, ed è difficile separarla chimicamente dalle fibre e dal nido d'ape. Il composito di Empa utilizza un additivo contenente fosforo che modifica il comportamento della resina: in condizioni specifiche, la resina epossidica indurita può ammorbidirsi ed essere rimodellata, rendendo possibile quello che è noto come riciclo termomeccanico.
The team and industrial partner Elantas, part of ALTANA, then demonstrated a second step. Using an appropriate solvent and some heat, they separated the composite into its individual components, including the aramid honeycomb and woven fiber layers. That matters because aramid honeycomb and carbon fiber are relatively expensive; recovering them could bring both environmental and economic benefits. Empa says the epoxy itself may also be recovered from the solution, but that work is still ahead.
Il team e il partner industriale Elantas, parte di ALTANA, hanno quindi dimostrato un secondo passaggio. Utilizzando un solvente adatto e un po' di calore, hanno separato il composito nei suoi singoli componenti, tra cui l'anima a nido d'ape in aramide e gli strati di fibre tessute. È importante perché il nido d'ape in aramide e la fibra di carbonio sono relativamente costosi; recuperarli potrebbe portare vantaggi sia ambientali sia economici. Empa afferma che anche la resina epossidica potrebbe essere recuperata dalla soluzione, ma questo lavoro deve ancora essere svolto.
The reported performance is close to the conventional material: the resulting composite retains nearly the same mechanical properties while complying with relevant fire-safety requirements, according to researcher Sabyasachi Gaan. That combination is particularly important inside aircraft, where materials must meet stringent fire rules while adding as little weight as possible. Gaan noted that making a material flame-retardant can alter its other properties.
Secondo il ricercatore Sabyasachi Gaan, le prestazioni dichiarate sono vicine a quelle del materiale convenzionale: il composito risultante conserva proprietà meccaniche quasi identiche e rispetta i requisiti pertinenti in materia di sicurezza antincendio. Questa combinazione è particolarmente importante all'interno degli aerei, dove i materiali devono rispettare rigorose norme antincendio aggiungendo il minor peso possibile. Gaan ha osservato che rendere ignifugo un materiale può modificarne le altre proprietà.
Concretely, if the process scales successfully, manufacturers of aircraft and train interiors could have a way to recover valuable layers instead of sending the whole composite to incineration or landfill. The project, supported by Innosuisse, has demonstrated the technology’s potential at industrial-application level; scaling both production and recycling is the next step, and researchers are also investigating uses in energy and construction.
In concreto, se il processo potrà essere portato a una scala maggiore con successo, i produttori di interni per aerei e treni potrebbero disporre di un modo per recuperare strati di valore invece di inviare l'intero composito all'inceneritore o in discarica. Il progetto, sostenuto da Innosuisse, ha dimostrato il potenziale della tecnologia a livello di applicazione industriale; il prossimo passo sarà aumentare la scala sia della produzione sia del riciclo, mentre i ricercatori stanno studiando anche applicazioni nei settori dell'energia e dell'edilizia.