Riciclaggio di materiali compositi

I materiali compositi, noti per la loro durata, elevata resistenza, eccellente qualità, bassa manutenzione e peso ridotto, sono ampiamente utilizzati nelle industrie automobilistica, edile, dei trasporti, aerospaziale e delle energie rinnovabili. Il loro uso in numerose applicazioni ingegneristiche è il risultato dei compositi perimetrale forniti rispetto ai materiali tradizionali. Il riciclaggio e lo smaltimento dei materiali compositi è un problema che viene sempre più affrontato, come dovrebbe con qualsiasi materiale ampiamente utilizzato.

In precedenza, le operazioni di riciclaggio commerciale dei materiali compositi tradizionali erano molto limitate a causa di vincoli tecnologici ed economici, ma le attività di ricerca e sviluppo sono in aumento.

Riciclaggio della vetroresina

La fibra di vetro è un materiale versatile che offre un potenziale tangibile rispetto a materiali convenzionali come legno, alluminio e acciaio. La fibra di vetro viene prodotta utilizzando meno energia e viene utilizzata in prodotti che comportano minori emissioni di carbonio. La vetroresina offre i vantaggi di essere leggera ma ha un'elevata resistenza meccanica, resistente agli urti, chimica, resistente al fuoco e alla corrosione e un buon isolante termico ed elettrico.

Anche se la fibra di vetro è estremamente utile per i motivi precedentemente elencati, è necessaria una "soluzione di fine vita". I compositi FRP attuali con resine termoindurenti non biodegradano. Per molte applicazioni in cui viene utilizzata la fibra di vetro, questa è una buona cosa. Tuttavia, nelle discariche, non lo è. 

La ricerca ha portato a metodi come macinazione, incenerimento e pirolisi utilizzati per il riciclaggio della vetroresina. La vetroresina riciclata trova la sua strada in vari settori e può essere utilizzata in vari prodotti finali. Ad esempio, le fibre riciclate sono state efficaci nel ridurre il restringimento nel calcestruzzo aumentandone così la durata. Questo calcestruzzo può essere utilizzato al meglio nelle zone temperate ghiacciate per pavimenti in cemento, marciapiedi, marciapiedi e cordoli.

Altri usi per la fibra di vetro riciclata includono l'uso come riempitivo in resina, che può aumentare le proprietà meccaniche in alcune applicazioni. La vetroresina riciclata ha anche trovato il suo uso insieme ad altri prodotti come prodotti per pneumatici riciclati, prodotti in legno di plastica, asfalto, catrame per coperture e controsoffitti in polimero fuso.

Riciclaggio della fibra di carbonio

I materiali compositi in fibra di carbonio sono dieci volte più resistenti dell'acciaio e otto volte quelli dell'alluminio, oltre ad essere molto più leggeri di entrambi i materiali. I materiali compositi in fibra di carbonio si sono fatti strada nella produzione di parti di aeromobili e veicoli spaziali, molle per automobili, alberi da mazze da golf, corpi di auto da corsa, canne da pesca e altro.

Con l'attuale consumo mondiale annuale di fibra di carbonio pari a 30.000 tonnellate, la maggior parte dei rifiuti va in discarica. Sono state condotte ricerche per estrarre la fibra di carbonio di alto valore dai componenti di fine vita e dai rottami di fabbricazione, con l'obiettivo di utilizzarli per creare altri composti di fibra di carbonio.

Le fibre di carbonio riciclate sono utilizzate nei composti di stampaggio alla rinfusa per componenti più piccoli e non portanti, come composto per lo stampaggio di fogli e come materiali riciclati nelle strutture a guscio portanti. La fibra di carbonio riciclata trova anche impiego in custodie per telefoni, gusci per laptop e persino gabbie per borracce per biciclette.

Futuro del riciclaggio dei materiali compositi

I materiali compositi sono preferiti per molte applicazioni di ingegneria a causa della sua durata e resistenza superiore. È necessario uno smaltimento e un riciclaggio adeguati al termine della vita utile dei materiali compositi. Molte normative attuali e future sulla gestione dei rifiuti e sull'ambiente imporranno che i materiali di ingegneria vengano adeguatamente recuperati e riciclati, da prodotti come automobili, turbine eoliche e aeromobili che hanno vissuto la loro vita utile.

Sebbene siano state sviluppate molte tecnologie come il riciclaggio meccanico, il riciclaggio termico e il riciclaggio chimico; sono sull'orlo della piena commercializzazione. Sono in corso ricerche e sviluppi approfonditi per sviluppare compositi e tecnologie di riciclaggio migliori riciclabili per materiali compositi. Ciò contribuirà allo sviluppo sostenibile dell'industria dei compositi.