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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.
Na Empa, na Suíça, foram utilizados solvente e calor para separar um material construído como uma sanduíche: um núcleo de estrutura alveolar de aramida, camadas tecidas de fibra de vidro ou de carbono e epóxi a mantê-lo unido. A estrutura é utilizada em aplicações como os pisos das cabinas de aviões e comboios, e os investigadores afirmam que o seu novo sistema de epóxi ignífugo pode ser amolecido, remodelado e separado — abrindo uma possível alternativa à incineração ou ao aterro.
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.
O desafio está no aglutinante. O epóxi convencional curado normalmente não pode ser fundido e remodelado, e é difícil separá-lo quimicamente das fibras e da estrutura alveolar. O compósito da Empa utiliza um aditivo contendo fósforo que altera o comportamento da resina: em condições específicas, o epóxi curado pode amolecer e ser remodelado, permitindo o que é conhecido como reciclagem termomecânica.
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.
A equipa e o parceiro industrial Elantas, parte da ALTANA, demonstraram depois uma segunda etapa. Utilizando um solvente adequado e algum calor, separaram o compósito nos seus componentes individuais, incluindo a estrutura alveolar de aramida e as camadas de fibras tecidas. Isto é importante porque a estrutura alveolar de aramida e a fibra de carbono são relativamente dispendiosas; recuperá-las poderia trazer benefícios ambientais e económicos. A Empa afirma que o próprio epóxi também poderá ser recuperado da solução, mas esse trabalho ainda está por fazer.
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.
O desempenho divulgado é próximo do do material convencional: o compósito resultante conserva quase as mesmas propriedades mecânicas, ao mesmo tempo que cumpre os requisitos aplicáveis de segurança contra incêndios, segundo o investigador Sabyasachi Gaan. Essa combinação é particularmente importante no interior dos aviões, onde os materiais têm de cumprir regras rigorosas de segurança contra incêndios e acrescentar o mínimo de peso possível. Gaan salientou que tornar um material ignífugo pode alterar as suas outras propriedades.
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.
Concretamente, se o processo for ampliado com sucesso, os fabricantes de interiores de aviões e comboios poderão ter uma forma de recuperar camadas valiosas em vez de enviarem todo o compósito para incineração ou aterro. O projeto, apoiado pela Innosuisse, demonstrou o potencial da tecnologia ao nível da aplicação industrial; ampliar tanto a produção como a reciclagem é o próximo passo, e os investigadores estão também a estudar utilizações nos setores da energia e da construção.