উপাদান তথ্য
কার্বন ফাইবার হল এক ধরনের উচ্চ-শক্তি, উচ্চ-মডুলাস, নরম এবং যন্ত্রযোগ্য ফাইবার উপাদান যার চমৎকার শারীরিক এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে। কার্বন ফাইবার রিইনফোর্সড পলিমার/প্লাস্টিক, CFRP ব্যাপকভাবে শক্তি সুবিধা, মহাকাশ, সামরিক সরঞ্জাম, রেল ট্রানজিট এবং ক্রীড়া সামগ্রীতে ব্যবহৃত হয়েছে। কার্বন ফাইবারের বৈশ্বিক চাহিদা 2020 সালে 107,000 টনে পৌঁছেছে এবং ক্রমাগত বৃদ্ধি পাচ্ছে। গুয়াংজু সায়োর "2020 গ্লোবাল কার্বন ফাইবার কম্পোজিট মার্কেট রিপোর্ট" ভবিষ্যদ্বাণী করেছে যে বিশ্বব্যাপী কার্বন ফাইবারের চাহিদা 2025 সালে 200,{7}} টন ভাঙ্গবে৷
CFRP এর ক্রমবর্ধমান প্রয়োগের সাথে, প্রক্রিয়াকরণ, ব্যবহার এবং বর্জ্য প্রক্রিয়ায় আরও বেশি বর্জ্য তৈরি হয়। উদাহরণস্বরূপ, সাম্প্রতিক বছরগুলিতে বায়ু শক্তি প্রযুক্তির দ্রুত প্রচার করা হয়েছে, কিন্তু ব্লেডগুলির পরিষেবা জীবন মাত্র 20-30 বছর। 2030 সালের মধ্যে, CFRP বায়ু শক্তির বাতিল ব্লেড প্রতি বছর দশ হাজার টনে পৌঁছাবে। বেসামরিক বিমান চলাচল সেক্টরে, 2025 সালের মধ্যে বিশ্বব্যাপী প্রায় 8,500 বিমান অবসরে যাবে এবং তাদের দেহ থেকে CFRP বর্জ্য পুনর্ব্যবহার করা একটি চ্যালেঞ্জ। মানুষের পরিবেশ সচেতনতার উন্নতির সাথে সাথে, প্রাসঙ্গিক পরিবেশগত আইন এবং সিএফআরপি বর্জ্য নিষ্পত্তির প্রবিধানগুলি আরও কঠোর হচ্ছে। পুনর্ব্যবহার করার জন্য কীভাবে কার্যকরীভাবে কার্বন ফাইবার পুনর্ব্যবহার করা যায় তা বর্তমানে একটি গরম বিষয় হয়ে উঠেছে।
CFRP প্রক্রিয়াকরণে ব্যবহৃত রজন থার্মোপ্লাস্টিক রজন এবং থার্মোসেটিং রজনে বিভক্ত। থার্মোপ্লাস্টিক রজন ম্যাট্রিক্স কম্পোজিটগুলির পুনরুদ্ধারের পদ্ধতিটি সহজ, তবে গলানোর প্রক্রিয়াতে থার্মোপ্লাস্টিক রজনের সান্দ্রতা বেশি, ফাইবার পৃষ্ঠে রজনের আনুগত্য দুর্বল এবং যৌগিক উপাদানের ইন্টারফেস বৈশিষ্ট্য দুর্বল, যা কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করে পণ্যের বর্তমানে, CFRP ম্যাট্রিক্স হল একটি প্রধানত থার্মোসেটিং রজন, যেমন অসম্পৃক্ত রজন, ফেনোলিক রজন এবং ইপোক্সি রজন। নিরাময়ের পরে, থার্মোসেটিং রজন একটি ত্রি-মাত্রিক নেটওয়ার্ক ক্রস-লিঙ্কযুক্ত কাঠামো তৈরি করবে, যা থার্মোপ্লাস্টিক রজনের তুলনায় CFRP-এর শারীরিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করতে পারে।
CFRP পুনরুদ্ধার প্রযুক্তি
CFRP প্রাকৃতিকভাবে ক্ষয়প্রাপ্ত হতে পারে না, জ্বাল দেওয়া বা ল্যান্ডফিল হল প্রাথমিক চিকিত্সা পদ্ধতি, তবে CFRP বর্জ্য জ্বালিয়ে দিলে প্রচুর পরিমাণে বিষাক্ত এবং ক্ষতিকারক গ্যাস উৎপন্ন হবে এবং প্রাকৃতিক পরিবেশকে প্রভাবিত করবে, একই সময়ে, ল্যান্ডফিল জ্বালিয়ে দেওয়া বর্জ্যের অবশিষ্টাংশও মাটির কারণ হবে। গৌণ দূষণ; CFRP বর্জ্যের ল্যান্ডফিল চিকিত্সা মাটিকে দূষিত করবে এবং প্রচুর পরিমাণে জমির সম্পদ দখল করবে। এই কাগজটি প্রধানত CFRP পুনরুদ্ধারে যান্ত্রিক পুনরুদ্ধার পদ্ধতি, তাপ পুনরুদ্ধার পদ্ধতি এবং দ্রাবক পুনরুদ্ধার পদ্ধতির প্রয়োগের প্রবর্তন করে এবং ব্যবহারিক প্রয়োগে প্রতিটি পদ্ধতির চ্যালেঞ্জ এবং সম্ভাবনার উপর ব্যাখ্যা করে।
(1) যান্ত্রিক পুনরুদ্ধারের পদ্ধতি। যান্ত্রিক পুনরুদ্ধারের পদ্ধতি হল যান্ত্রিক শক্তির ক্রিয়ায় CFRP বর্জ্যকে রোল করা এবং পিষানো যাতে কার্বন ফাইবার রজন ম্যাট্রিক্স থেকে ছিনিয়ে নেওয়া হয়, রজন কণা এবং সংক্ষিপ্ত কার্বন ফাইবার চিকিত্সার পরে পাওয়া যায়। মিলিমিটার স্কেল কাট ফাইবার বিল্ডিং ফিলার হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, এবং মাইক্রোন স্কেল কাট ফাইবার শীট মোল্ডিং প্লাস্টিক, ব্লক মোল্ডিং প্লাস্টিক বা থার্মোপ্লাস্টিকের মিশ্রণ ফিলার হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। যান্ত্রিক পুনরুদ্ধার পদ্ধতিতে একটি সহজ প্রক্রিয়া এবং কম বিনিয়োগ খরচের সুবিধা রয়েছে। ফাইবার এবং রজন পুনরুদ্ধার করার সময় এটি নতুন পরিবেশ দূষণ তৈরি করে না। যাইহোক, যান্ত্রিক শক্তি রজন এবং ফাইবার পৃথকীকরণ প্রক্রিয়ার সময় ফাইবারের ক্ষতি করে এবং ফাইবারের কর্মক্ষমতা ধরে রাখার হার কম।
(2) তাপ পুনরুদ্ধারের পদ্ধতি। বিভিন্ন প্রক্রিয়ার রুট অনুসারে, তাপ পুনরুদ্ধারের পদ্ধতিকে উচ্চ-তাপমাত্রার তাপ পচন পদ্ধতি, তরলযুক্ত বিছানা তাপীয় পচন পদ্ধতি এবং মাইক্রোওয়েভ তাপ পচন পদ্ধতিতে ভাগ করা যায়। নীতিটি হল তাপ শক্তির ক্রিয়ায় রজনকে ছোট আণবিক যৌগগুলিতে পচানো।
① উচ্চ-তাপমাত্রার তাপ পচন পদ্ধতি। প্রথমত, যান্ত্রিক শক্তির ক্রিয়ায় CFRP বর্জ্যকে টুকরো টুকরো করা হয়। নিষ্ক্রিয় গ্যাস বায়ুমণ্ডলের অধীনে খন্ডগুলি 600±200 ডিগ্রীতে উত্তপ্ত হয় এবং রজন অক্সিজেনহীন অবস্থায় নিম্ন আণবিক পাইরোলাইসিস তেল এবং পাইরোলাইসিস গ্যাসে পচে যায়। পাইরোলাইসিস গ্যাস প্রধানত কার্বন ডাই অক্সাইড, হাইড্রোজেন এবং মিথেন দিয়ে গঠিত। তারপর সিস্টেমের মধ্যে একটি উপযুক্ত পরিমাণ অক্সিজেন ইনজেক্ট করুন, যাতে কম আণবিক দহনযোগ্য দহন, দহন উৎপন্ন তাপ সিস্টেমের জন্য তাপ শক্তি সরবরাহ করতে থাকে। ইনকামিং সিস্টেমের অক্সিজেনের সুনির্দিষ্ট পরিমাণগত নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন। অতিরিক্ত অক্সিজেন গ্রহণ সিস্টেমের বিস্ফোরণের ঝুঁকি বাড়িয়ে তুলবে। এদিকে, এটি পুনর্ব্যবহৃত কার্বন ফাইবারের পারক্সিডেশনের কারণ হবে এবং ফাইবারের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য হ্রাস করবে। অক্সিজেন গ্রহণ খুব কম, এবং ফাইবার পৃষ্ঠের অবশিষ্ট রজন এবং পাইরোলাইটিক তেল সম্পূর্ণরূপে অপসারণ করা যায় না, যা ফাইবার ফিনিসকে প্রভাবিত করে। উচ্চ-তাপমাত্রার পাইরোলাইসিসের তাপমাত্রা রজনের ধরণের উপর নির্ভর করে। সাধারণত, পলিয়েস্টার রজন কম তাপমাত্রায় পচতে পারে, যখন ইপোক্সি রজন উচ্চ তাপমাত্রায় পচতে হয়। সহজ অপারেশন এবং উচ্চ পুনরুদ্ধারের কারণে, উচ্চ-তাপমাত্রার তাপ পচন পদ্ধতি শিল্পে প্রয়োগ করা হয়েছে। উচ্চ-তাপমাত্রার তাপ পচনের চিকিত্সার পরে, সংক্ষিপ্ত কার্বন ফাইবারের মসৃণ পৃষ্ঠ প্রাপ্ত করা যেতে পারে, তবে ফাইবারের চিকিত্সার পরে বিভিন্ন ডিগ্রী জারণ ঘটবে এবং ফাইবারের পৃষ্ঠের মাঝে মাঝে কার্বন জমা হবে যা যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে। ফাইবার এর
② তরলযুক্ত বিছানা তাপ পচন পদ্ধতি। তরলযুক্ত বিছানা তাপীয় পচন দ্বারা CFRP পুনরুদ্ধারের প্রক্রিয়া চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে। যৌগিক উপাদান বর্জ্য পদার্থ থেকে আমদানি করা হয় এবং তরলযুক্ত বিছানায় যুক্ত করা হয়। যৌগিক পদার্থের রজন গরম বায়ু প্রবাহের ক্ষেত্রে উচ্চ তাপমাত্রায় পচে যায় এবং দহনের মাধ্যমে পচনশীল পাইরোলাইসিস গ্যাস সিস্টেমের তাপ শক্তি হিসাবে অব্যাহত থাকে। তাপ পচনের পরে, সাইক্লোন সেপারেটরে কার্বন ফাইবার এবং রজন কণা উদ্ধার করা হয়। তাপপ্রবাহ পুনরুদ্ধারকৃত ফাইবারকে ফাইবার ট্যাঙ্কে নিয়ে যায়, যখন অবাধ্য উপাদানটি তরলযুক্ত বিছানার নীচে রেখে দেওয়া হয়। তরলযুক্ত বেড পাইরোলাইসিস দ্বারা প্রক্রিয়াকৃত CFRP সাধারণত 2 ~ 3cm² আকারের হয়, যা ক্রমাগত উত্পাদন অর্জনের জন্য তরলযুক্ত বিছানায় ক্রমাগত খাওয়ানো যেতে পারে এবং সংক্ষিপ্ত কার্বন ফাইবার পুনর্ব্যবহার করে প্রাপ্ত করা যেতে পারে। ঘূর্ণিঝড় বিভাজকের ভিতরের প্রাচীর এবং তরলযুক্ত বিছানা এবং ফাইবারের গ্যাস-বাউন্ড নুড়ির মধ্যে ঘর্ষণ কিছু যান্ত্রিক ক্ষতির কারণ হবে, তাই এই চিকিত্সার পরে ফাইবারের প্রসার্য শক্তি প্রায় 1/4 হ্রাস পাবে।
③ মাইক্রোওয়েভ থার্মাল পচন পদ্ধতি। CFRP একটি মাইক্রোওয়েভ বিকিরণ ক্ষেত্রে স্থাপন করা হয়েছিল, এবং রজনটিকে মাইক্রোওয়েভ দ্বারা উত্তপ্ত করা হয়েছিল যাতে ছোট আণবিক যৌগগুলিতে পরিণত হয়। মাইক্রোওয়েভ থার্মাল পচন পদ্ধতি কার্যকরভাবে কার্বন ফাইবার পুনরুদ্ধারের জন্য প্রয়োজনীয় সময় কমাতে পারে, সরঞ্জামের সংখ্যা তুলনামূলকভাবে ছোট এবং প্রক্রিয়াটি সহজ।
(3) দ্রাবক পুনরুদ্ধারের পদ্ধতি। দ্রাবক পুনরুদ্ধারের পদ্ধতি বলতে বোঝায় দ্রাবক দ্রাবক পদার্থে CFRP বর্জ্যের রজন, ফাইবার এবং রজন, ধোয়ার পর কার্বন ফাইবার এবং ফাইবার পুনরুদ্ধার করার জন্য শুকানোর জন্য রজন এর অবক্ষয় এবং দ্রবীভূতকরণের মাধ্যমে। দ্রাবক পুনরুদ্ধারের পদ্ধতিগুলি সাধারণত সাধারণ চাপে সাধারণ দ্রাবক পদ্ধতি এবং উচ্চ চাপের অধীনে সুপারক্রিটিক্যাল দ্রাবক পদ্ধতিতে বিভক্ত।
① সাধারণ দ্রাবক পদ্ধতি। সাধারণ দ্রাবক পদ্ধতি বায়ুমণ্ডলীয় চাপে অবক্ষয় রজনের প্রতিক্রিয়া দ্রাবক হিসাবে নাইট্রিক অ্যাসিড এবং অ্যালকোহল ব্যবহার করে, যা পরিচালনায় সহজ এবং সরঞ্জাম ইনপুট খরচ কম। উদ্ধারকৃত ফাইবার মূলত মূল ফাইবারের দৈর্ঘ্য বজায় রাখে এবং আবার যৌগিক পদার্থে দীর্ঘ ফাইবার হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। যাইহোক, দ্রাবকের মধ্যে রজন এর অবক্ষয় সময় দীর্ঘ, এবং ব্যবহারের পরে বর্জ্য দ্রাবক চিকিত্সা কঠিন, যা পুনরুদ্ধারের খরচ বৃদ্ধি করে এবং সহজেই পরিবেশ দূষণ ঘটায়। যৌগিক উপাদানের বিভিন্ন গঠন প্রক্রিয়া অনুসারে, ব্যবহৃত রজন ভিন্ন, এবং ব্যবহৃত প্রক্রিয়া ভিন্ন।
② সুপারক্রিটিকাল দ্রাবক পদ্ধতি। যখন কোন পদার্থের তাপমাত্রা এবং চাপ একটি নির্দিষ্ট ক্রিটিক্যাল তাপমাত্রা এবং চাপকে অতিক্রম করে, তখন উচ্চ সংকোচনশীলতা, উচ্চ দ্রবণীয়তা, উচ্চ ব্যাপ্তিযোগ্যতা, উচ্চ বিচ্ছুরণতা, নিম্ন ঘনত্ব এবং কম সান্দ্রতার বিশেষ অবস্থাকে "সুপারক্রিটিকাল স্টেট" বলা হয় এবং এতে দ্রাবক দ্রবণীয় পদার্থের বিশেষ অবস্থা। রাষ্ট্রকে "সুপারক্রিটিকাল দ্রাবক" বলা হয়। সিএফআরপি বর্জ্য রজন উচ্চ দ্রবণীয়তা এবং পলিমার পদার্থের উচ্চ ব্যাপ্তিযোগ্যতা সহ একটি সুপারক্রিটিক্যাল দ্রাবক দ্বারা অবনমিত হয়েছিল এবং কার্বন ফাইবার পুনরুদ্ধারের উদ্দেশ্য উপলব্ধি করা হয়েছিল। এই পুনর্ব্যবহারযোগ্য পদ্ধতি ব্যবহার করে, ফাইবার পৃষ্ঠ মসৃণ, ফাইবার মূল দৈর্ঘ্য বজায় রাখে, ফাইবারের কর্মক্ষমতা উচ্চ, পুনর্ব্যবহার প্রক্রিয়া নতুন দূষণ, সবুজ পরিবেশগত সুরক্ষা তৈরি করে না। যাইহোক, এই পদ্ধতির প্রয়োগের জন্য সরঞ্জাম এবং কঠোর প্রক্রিয়া পরিস্থিতিতে একটি বড় বিনিয়োগের প্রয়োজন, এবং এটি এখনও অস্থায়ীভাবে পরীক্ষাগার পর্যায়ে রয়েছে এবং এটি একটি শিল্পে রূপান্তরিত হয়নি।
প্রত্যাশা
কার্বন ফাইবার উৎপাদন প্রযুক্তির অগ্রগতির সাথে, কার্বন ফাইবারের উৎপাদন বৃদ্ধি পায় একই সময়ে উৎপাদন খরচ ধীরে ধীরে হ্রাস পায়, বিভিন্ন ক্ষেত্রে এর প্রয়োগ বাড়তে থাকবে, এবং CFRP পুনরুদ্ধার এবং পুনঃব্যবহার কার্বনের ব্যাপক প্রয়োগকে সীমাবদ্ধ করে একটি বিশিষ্ট সমস্যা হয়ে দাঁড়িয়েছে। ফাইবার
