韩国化学研究院凭一种添加剂实现加工性、阻燃性与可回收性……有望应用于电动汽车、城市空中交通
一项新技术突破了阻燃复合材料耐火却一旦固化便无法再次使用的局限。该技术通过加入一种低价添加剂,同时提升阻燃性和加工性,并在使用后去除90%以上的添加剂,使材料重新回归原料状态。预计可应用于电动汽车、城市空中交通等下一代移动出行设备零部件的轻量化与循环利用。
韩国化学研究院18日表示,Kim Jincheol、Jeong Jieun和Jin Yeongjae博士团队开发出一种“自增强复合材料”制造技术,利用低分子量聚烯烃添加剂,同时实现了加工性、阻燃性和可回收性。
汽车零部件、电子产品电路板及插座等需要耐火的产品,主要使用热固性纤维增强复合材料。这类材料即使受热也能保持形状,因此安全性较高,但一旦固化便无法再次熔化,难以重新成型。使用后大多只能填埋或在高温下焚烧,存在局限。
为解决这一问题,研究团队将可在受热后再次加工的高密度聚乙烯纤维和薄膜层层叠放,制成自增强复合材料。核心在于添加至薄膜中的少量低价低分子量聚烯烃。
一种添加剂发挥“三重作用”……达到最高阻燃等级
该添加剂可软化材料,使薄膜与纤维紧密粘合,同时帮助阻燃剂颗粒均匀分散、不发生团聚,并被设计为可在使用后的回收过程中再次去除。
使用该添加剂后,薄膜与纤维之间的粘合力较现有材料提高约40%。即使在阻燃剂添加量达到40%的条件下,材料也未出现机械性能下降,并在美国保险商实验室的阻燃性评估中获得最高等级“V-0”。V-0是指材料即使被点燃,也能迅速自行熄灭,且熔融滴落物不会将火焰引燃周边可燃物。
材料的回收性能也得到改善。使用现有商用添加剂的材料在回收后仍会残留40%以上的添加剂,导致性能下降;而研究团队开发的材料可通过清洗工艺去除90%以上的添加剂,从而获得颜色、强度等接近新塑料的高纯度再生原料。
韩国化学研究院精细化学研究中心研究团队。从左至右依次为高级研究员Bae Hyeongeun、高级研究员Jeong Haemin、高级研究员Jin Yeongjae、研究负责人兼首席研究员Kim Jincheol、首席研究员Jeong Hyocheol、高级研究员Jeong Jieun、首席研究员Park Yeongil。韩国化学研究院供图
View original image研究团队计划开展进一步阻燃测试,并进行后续研究,以验证在反复回收过程中阻燃剂是否会累积。同时,团队还将与需求企业推进材料性能评估和验证研究,目标是将其应用于电动汽车、城市空中交通等下一代移动出行设备的结构材料。
韩国化学研究院责任研究员Kim Jincheol表示:“仅凭一种低价添加剂,便同时解决了阻燃复合材料长期面临的加工性和可回收性难题。该技术有望为电动汽车、城市空中交通等下一代移动出行设备零部件的轻量化和资源循环作出贡献。”
相关研究成果已于2026年3月发表于国际学术期刊《Composites Part B》。
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