Hiilikuidun kierrätys ja uudelleenvalmistus

Abstract

Hiilikuituvahvisteiset polymeerikomposiitit ovat materiaaleja, jotka yhdistävät lujuuden ja keveyden. Niiden kierrättämisestä on vähän julkista keskustelua, eikä hiilikuitujätteille ole Suomessa omaa lajittelua. Tässä työssä tarkastellaan, miten kierrätetty hiilikuitu vertautuu neitseelliseen hiilikuituun sekä voidaanko kierrätettyä hiilikuitua pitää varteenotettavana vaihtoehtona ominaisuuksiensa puolesta.

Kirjallisuuskatsaus alkaa hiilikuidun erilaisista kierrätysmenetelmistä, jossa pyritään johdattelemaan lukija tämänhetkisiin kierrätysprosesseihin ja niiden eroihin. Aineistona työssä on käytetty ajankohtaisia lehtiartikkeleita, alan kirjallisuutta sekä raportteja. Kierrätysprosesseista jatketaan kierrätetyn hiilikuidun valmistamiseen, hiilikuidun valmistusprosessin mukaisesti. Kierrätetyn hiilikuidun valmistus luvussa kirjoittaja on halunnut ottaa mukaan myös perinteisen valmistustavan lisäksi 3D-tulostuksen, jotta lukija ymmärtää aiheen sidosteisuuden eri kierrätysmenetelmien ja valmistusten välillä.

Mekaanisia ominaisuuksia vertailtiin eri materiaalien välillä aikaisempiin tutkimuksiin perustuen. Tulosten esittämisessä hyödynnetään fysikaalisia suureita, jotka ovat yleisessä käytössä materiaalitekniikassa ja komposiittiteollisuudessa. Työssä vertaillaan sekä ympäristö- että taloudellisia vaikutuksia neitseellisen ja kierrätetyn hiilikuidun välillä.

Tutkimusten perusteella kierrätetty hiilikuitu voi korvata neitseellisen hiilikuidun tietyissä käyttökohteissa, edellyttäen että kierrätysmenetelmä on oikein valittu ja valmistusprosessi optimoitu. 3D-tulostuksessa kierrätetty hiilikuitu on osoittautunut toimivammaksi kuin neitseellinen hiilikuitu. Yleisesti ottaen hiilikuidun uudelleenkäyttö ja -jalostus mahdollistavat merkittävästi alhaisemmat ympäristövaikutukset, ja kierrätetyn materiaalin matalammat valmistuskustannukset voivat osaltaan edistää sen käyttöönottoa teollisuudessa.