Czy będą to samoloty kolejnej generacji czy też pojazdy elektryczne ze swoimi już dość ciężkimi akumulatorami, każdy dodatkowy kilogram ma znaczenie w dążeniu do coraz bardziej zrównoważonego transportu. Lekkie i wysokowydajne materiały nigdy nie cieszyły się takim powodzeniem, niemniej główne obawy budzi nadal koniec ich okresu użytkowania.

Za każdym razem kiedy naukowiec czy inżynier mierzy się z trudnym problemem emisji gazów cieplarnianych czy redukcji zużycia paliw kopalnych, kwestia wagi pozostaje kluczowa. Znaczna część materiałoznawstwa obraca się teraz wokół odkrywania lub udoskonalania lekkich materiałów o wyższej bądź co najmniej takie samej wydajności, co tłumaczy zawrotny sukces materiałów kompozytowych, takich jak polimery wzmacniane włóknami węglowymi.

Jest jednak druga strona medalu. Nadal brak zadowalających opcji na drugie życie kompozytów, co stwarza realny problem w czasie, kiedy decydenci coraz częściej myślą w kategoriach analizy cyklu życia. Mając na względzie tę kwestię i naglącą potrzebę jej rozwiązania, Instytut Chemii i Technologii Polimerów (ICTP) we Włoszech studiuje wraz z partnerami nowe procesy gospodarki odpadami w ramach dofinansowanego ze środków unijnych projektu SUSRAC.

Dr Mario Malinconico, koordynator projektu, opowiedział w wywiadzie dla magazynu research*eu nt. wyników o dotychczasowych osiągnięciach konsorcjum, ich wadze dla ciągłego rozwoju rynku i wyzwaniach, jakie trzeba podjąć przed zakończeniem projektu.

Termoplastyczne i termoutwardzalne materiały kompozytowe są wykorzystywane w szerokiej gamie zastosowań - około 1 mln ton kompozytów jest produkowanych rok rocznie w Europie. Wymaga to ustalenia określonych strategii likwidacji odpadów kompozytowych, w szczególności ich recyklingu. Niewielkie możliwości recyklingu mogą stanowić przeszkodę w rozwoju - a nawet kontynuacji użytkowania - kompozytów na niektórych rynkach.

Celem badań, które są częścią dofinansowanej ze środków unijnych wspólnej inicjatywy technologicznej "Czyste niebo", jest opracowanie poddających się recyklingowi termoplastycznych materiałów kompozytowych, nadających się do obsługi dużych obciążeń. Będą one zbudowane ze zmielonych termoplastów, termoutwardzalnych kompozytów będących odpadami lotniczymi, jak polimery wzmacniane włóknami węglowymi (CFRP), oraz z przetworzonego styropianu z wypełnień typu loose-fill.

Zajmowanie się zagadnieniami zrównoważenia w kontekście materiałów z tworzyw sztucznych to jedna z podstawowych działalności Instytutu Chemii i Technologii Polimerów. Ma to pierwszorzędne znaczenie, jeżeli weźmiemy pod uwagę, że światowe zapotrzebowanie na włókna węglowe (CF) osiągnęło w 2008 r. około 35.000 ton i ma się podwoić do 2014 r., osiągając ponad 12% tempo wzrostu rocznie.

CFRP znajdują obecnie coraz więcej zastosowań, a jednym z najbardziej imponujących przykładów jest przemysł lotniczy: odpowiadają one za 50% wagi nowego Boeinga 787 i Airbusa A350, a samoloty wojskowe podążają tym samym tropem. Szybki rozwój rynku kompozytów rodzi pytanie o gospodarkę odpadami, a jedynym logicznym rozwiązaniem jest nadanie recyklingowi wysokiego priorytetu.

Jednocześnie materiały opakowaniowe z tworzyw sztucznych odpowiadają za niemal 40% całego zużycia tworzyw sztucznych na świecie, a wypełnienia typu loose-fill należą do jednych z najtrudniejszych pod względem recyklingu materiałów ze względu na wyjątkową lekkość (średnio jeden metr sześcienny polistyrenu spienionego waży zaledwie 30 kg).

Pomysł połączenia obydwu materiałów, aby stworzyć kompozyt termoplastyczny do zastosowań w budownictwie czy meblarstwie wymaga innowacyjnego procesu i tu właśnie swoją rolę ma do odegrania projekt SUSRAC.