L'équipe de recherche KIST a utilisé de l'acide tannique d'origine végétale pour développer un plastique renforcé de fibres de carbone (CFRP) ignifuge Crédit :Institut coréen des sciences et de la technologie
Un matériau composite ignifuge renforcé de fibres de carbone a été développé. L'Institut coréen des sciences et de la technologie (KIST) a annoncé qu'une équipe de recherche de son Institut des matériaux composites avancés, dirigé par le Dr Yong chae Jung a utilisé de l'acide tannique d'origine végétale pour développer un plastique ignifuge renforcé de fibres de carbone (CFRP), et a également présenté une méthode pour son recyclage respectueux de l'environnement.
CFRP, un matériau composite qui contient de la fibre de carbone, qui est environ quatre fois plus léger que l'acier mais 10 fois plus résistant, est largement utilisé dans l'aérospatiale, automobile, construction navale, et les industries des équipements sportifs. Structurellement, CFRP est composé de fibre de carbone et de résine époxy, qui remplissent des fonctions dans ce matériau composite similaires aux rôles respectifs que jouent les barres d'armature et le ciment dans les structures en béton. Pour obtenir une rigidité mécanique, la liaison de la fibre de carbone et de la résine époxy dans le CFRP doit être solide. De plus, Le CFRP doit être à l'épreuve du feu, car il est utilisé à des fins étroitement liées à la vie quotidienne, par exemple., utiliser comme matériau de construction. Pour induire ces traits dans CFRP, parfois, il est synthétisé avec des additifs.
En raison de sa sensibilité à la chaleur, CFRP avait été rendu ignifuge en ajoutant un retardateur de flamme halogène. Cependant, l'utilisation d'halogènes dans les CFRP a été interdite dans le monde entier, car il génère des substances toxiques lorsqu'il est incinéré pour le recyclage. En tant que tel, la tâche à accomplir était de rendre le CFRP ignifuge à l'aide d'un produit non toxique, matériel sûr.
Un matériau composite de son recyclage respectueux de l'environnement. Crédit : Institut coréen des sciences et de la technologie
Jung Yong-chae, chercheur en chef à l'Institut des matériaux composites avancés du KIST, cherché à améliorer la rigidité mécanique et l'ignifugation des CFRP avec de l'acide tannique, une substance écologique. L'acide tannique se lie fortement avec la fibre de carbone. Il se transforme également en charbon de bois lorsqu'il est brûlé. L'acide tannique carbonisé fonctionne comme une barrière qui bloque l'afflux d'oxygène externe. En fabriquant de la résine époxy à partir d'acide tannique et en la mélangeant à de la fibre de carbone, l'équipe de recherche KIST a développé avec succès un CFRP solide et ignifuge.
Contrairement à la résine époxy conventionnelle qui est vulnérable à la chaleur, La résine époxy à base d'acide tannique est ignifuge et ne nécessite aucun additif. Cela signifie que les substances toxiques générées lors de l'incinération du CFRP pour le recyclage ne seraient plus un problème. Aussi, parce que le CFRP conventionnel, lorsqu'il est brûlé, a diminué les performances de sa résine époxy, excluant le recyclage complet, l'équipe de recherche a mis au point une nouvelle méthode de recyclage.
En dissolvant le CFRP dans l'eau à l'état de fluide supercritique, c'est-à-dire température et pression au-dessus d'un niveau défini - plus de 99% du CFRP pourraient être récupérés sans réduction des performances de la fibre de carbone. Il a également été constaté que la résine époxy, une fois dissoute, produisait une substance appelée "points de carbone, " qui peut être utilisé comme matériel électronique (Optronique, Sensation, bioimagerie, etc.). Contrairement à la méthode de recyclage par incinération, qui brûle la résine époxy ne laissant que la fibre de carbone incomplète à recycler, ce nouveau mode de recyclage permet le recyclage de tous les composants d'un matériau composite.
Le chercheur en chef, le Dr Jung, a déclaré :« Nous avons créé un matériau composite avec une gamme d'applications étendue qui constitue une amélioration spectaculaire par rapport au plastique conventionnel renforcé de fibres de carbone en termes d'ignifugation, rigidité mécanique, et la recyclabilité. Ces caractéristiques améliorées sont importantes en ce qu'elles déterminent le domaine d'application dudit matériau composite. » Il a ajouté, "Nous allons revoir la structure de ce matériau composite pour obtenir des propriétés encore améliorées et élargir encore la gamme de ses applications."
