EAGER: Engineering a Low-Cost Polymer Composite Based on Recycled Carbon Fibers
EAGER:设计基于回收碳纤维的低成本聚合物复合材料
基本信息
- 批准号:1544084
- 负责人:
- 金额:$ 9.82万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2015
- 资助国家:美国
- 起止时间:2015-07-15 至 2016-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Carbon fiber reinforced polymer composites have high strength-to-weight ratios and are corrosion free which make them attractive to the aerospace and automotive industries. Recycling carbon fiber composites from end-of-life products leads to resource and energy savings, with a variety of benefits including a reduction in the need for landfills currently used for end-of-life composite products. This EArly-concept Grant for Exploratory Research (EAGER) project capitalizes on a novel technology to recycle carbon fiber composites where the polymer matrix, including all its toxic byproducts, are removed, and minimal damage, if any, occurs to the carbon fibers. A new class of polymer composites based on recycled carbon fibers will be investigated. This novel composite is estimated to cost only 20 percent of the cost of virgin carbon fiber composites and is expected to achieve an acceptable combination of mechanical properties. The research will be conducted at University of New Mexico, which is a Minority and Hispanic-Serving Institution (MHSI), will include a local industrial partner, Adherent Technologies Inc., and will also engage students at the Southwestern Indian Polytechnic Institute (SIPI) who will be participate in the composite recycling, fabrication, and testing. This research aims at investigating the fundamental processes required to develop a new class of low-cost carbon fiber reinforced composites, from recycled carbon fibers, with appreciable strength and ductility, yet with a stiffness suitable for a wide range of applications. Understanding the processing-structure-mechanical property relationships in these novel recycled composites is key to realizing their potential. This research will investigate the role of fiber-fiber interactions, fiber length and morphology, fiber volume fraction, fiber surface quality and reactivity, and sizing-matrix compatibility on the mechanical behavior of this new composite. The recycled carbon fibers can produce a new class of composites containing long, entangled fibers and are therefore different from both conventional continuous and chopped fiber composites. This unique feature provides an opportunity to engineer the composite by manipulating fiber orientation and length as well as altering the fiber-matrix interfaces to achieve a combination of mechanical properties not possible using current fibers.
碳纤维增强聚合物复合材料具有高强度重量比且耐腐蚀,这使其对航空航天和汽车行业具有吸引力。从报废产品中回收碳纤维复合材料可以节省资源和能源,具有多种好处,包括减少目前用于报废复合材料产品的垃圾填埋场的需求。这个早期概念探索性研究资助(EAGER)项目利用了一项新技术来回收碳纤维复合材料,其中聚合物基体,包括其所有有毒副产品,都被去除,并且对碳纤维造成的损害(如果有的话)最小。将研究基于回收碳纤维的新型聚合物复合材料。 据估计,这种新型复合材料的成本仅为原始碳纤维复合材料成本的 20%,并且有望实现可接受的机械性能组合。该研究将在新墨西哥大学进行,该大学是一所少数族裔和西班牙裔服务机构 (MHSI),其中包括当地工业合作伙伴 Adherent Technologies Inc.,并且还将吸引西南印度理工学院 (SIPI) 的学生参与谁将参与复合材料的回收、制造和测试。 本研究旨在研究利用回收碳纤维开发新型低成本碳纤维增强复合材料所需的基本工艺,该复合材料具有相当大的强度和延展性,同时具有适合广泛应用的刚度。了解这些新型回收复合材料的加工-结构-机械性能关系是实现其潜力的关键。本研究将研究纤维-纤维相互作用、纤维长度和形态、纤维体积分数、纤维表面质量和反应性以及施胶基体兼容性对这种新型复合材料机械行为的作用。回收的碳纤维可以生产出一种含有长缠结纤维的新型复合材料,因此不同于传统的连续纤维和短切纤维复合材料。这一独特的功能提供了通过操纵纤维取向和长度以及改变纤维基体界面来设计复合材料的机会,以实现使用当前纤维不可能实现的机械性能组合。
项目成果
期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Investigating the effects of fiber surface treatment and alignment on mechanical properties of recycled carbon fiber composites
- DOI:10.1016/j.compositesa.2019.01.012
- 发表时间:2019-04-01
- 期刊:
- 影响因子:8.7
- 作者:Van de Werken, Nekoda;Reese, Malcolm S.;Tehrani, Mehran
- 通讯作者:Tehrani, Mehran
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