Beberapa hari yang lalu, profesor Universitas Washington, Aniruddh Vashisth, menerbitkan sebuah makalah di jurnal internasional terkemuka Carbon, yang mengklaim bahwa ia telah berhasil mengembangkan jenis baru material komposit serat karbon. Berbeda dengan CFRP tradisional yang tidak dapat diperbaiki setelah rusak, material baru dapat diperbaiki berulang kali.
Sambil mempertahankan sifat mekanis material tradisional, CFRP baru ini menambahkan keunggulan baru, yaitu dapat diperbaiki berulang kali di bawah pengaruh panas. Panas dapat memperbaiki kerusakan akibat kelelahan material, dan juga dapat digunakan untuk menguraikan material ketika perlu didaur ulang di akhir siklus penggunaan. Karena CFRP tradisional tidak dapat didaur ulang, penting untuk mengembangkan material baru yang dapat didaur ulang atau diperbaiki menggunakan energi termal atau pemanasan frekuensi radio.
Profesor Vashisth mengatakan bahwa sumber panas dapat menunda proses penuaan CFRP baru tanpa batas. Secara teknis, material ini seharusnya disebut Carbon Fiber Reinforced Vitrimers (vCFRP, Carbon Fiber Reinforced Vitrimers). Polimer kaca (Vitrimers) adalah jenis material polimer baru yang menggabungkan keunggulan plastik termoplastik dan termoset yang ditemukan oleh ilmuwan Prancis, Profesor Ludwik Leibler, pada tahun 2011. Material Vitrimers menggunakan mekanisme pertukaran ikatan dinamis, yang dapat melakukan pertukaran ikatan kimia reversibel secara dinamis ketika dipanaskan, sekaligus mempertahankan struktur ikatan silang secara keseluruhan, sehingga polimer termoset dapat memperbaiki diri dan diproses ulang seperti polimer termoplastik.
Sebaliknya, material komposit serat karbon yang umum disebut adalah material komposit matriks resin yang diperkuat serat karbon (CFRP), yang dapat dibagi menjadi dua jenis: termoset atau termoplastik berdasarkan perbedaan struktur resinnya. Material komposit termoset biasanya mengandung resin epoksi, yang ikatan kimianya dapat menyatukan material secara permanen menjadi satu kesatuan. Komposit termoplastik mengandung resin termoplastik yang relatif lunak yang dapat dilebur dan diproses ulang, tetapi hal ini pasti akan memengaruhi kekuatan dan kekakuan material.
Ikatan kimia dalam vCFRP dapat dihubungkan, diputuskan, dan dihubungkan kembali untuk mendapatkan "titik tengah" antara material termoset dan termoplastik. Para peneliti proyek ini yakin bahwa Vitrimer dapat menjadi pengganti resin termoset dan menghindari penumpukan komposit termoset di tempat pembuangan akhir. Para peneliti yakin bahwa vCFRP akan menjadi peralihan besar dari material tradisional ke material dinamis, dan akan memiliki serangkaian dampak dalam hal biaya siklus hidup penuh, keandalan, keamanan, dan pemeliharaan.
Saat ini, bilah turbin angin merupakan salah satu area dengan penggunaan CFRP yang tinggi, dan pemulihan bilah turbin angin selalu menjadi masalah di bidang ini. Setelah masa pakainya berakhir, ribuan bilah turbin angin yang sudah tidak terpakai dibuang ke tempat pembuangan akhir (TPA) dalam bentuk timbunan sampah, yang menyebabkan dampak besar terhadap lingkungan.
Jika vCFRP dapat digunakan untuk pembuatan bilah, bahan tersebut dapat didaur ulang dan digunakan kembali hanya dengan pemanasan sederhana. Meskipun bilah yang telah diolah tidak dapat diperbaiki dan digunakan kembali, setidaknya dapat terurai oleh panas. Material baru ini mengubah siklus hidup linier komposit termoset menjadi siklus hidup siklik, yang akan menjadi langkah besar menuju pembangunan berkelanjutan.
Jika vCFRP dapat digunakan untuk pembuatan bilah, bahan tersebut dapat didaur ulang dan digunakan kembali hanya dengan pemanasan sederhana. Meskipun bilah yang telah diolah tidak dapat diperbaiki dan digunakan kembali, setidaknya dapat terurai oleh panas. Material baru ini mengubah siklus hidup linier komposit termoset menjadi siklus hidup siklik, yang akan menjadi langkah besar menuju pembangunan berkelanjutan.
Waktu posting: 09-Nov-2021
