龙华碳纤维加固材料的回收利用,碳纤维加固材料回收利用,现状、挑战
龙华
维加固材料回收利用技术不断推进,德国弗劳恩霍夫高速动力学研究所开发出用高功率激光对多层纤维增强树脂基体进行局部高温降解的技术,可从复合材料中回收连续碳纤维且保持性能,当前主要回收方法包括焚烧、物理回收、化学回收和热回收等,各有优劣,碳纤维废料分原始切割碳纤维和从碳纤维增强复合材料(CFRC)中回收的纤维两类。
碳纤维加固材料的回收利用
碳纤维复合材料的回收方法
碳纤维复合材料的回收方法主要包括高温热解法、流化床热分解法和超/亚临界流体法。
高温热解法
龙华高温热解法是目前唯一已经实现商业化运营的碳纤维增强复合材料的回收方法。这种工艺是在高温下使复合材料进行降解,以得到表面干净的碳纤维,同时还可以回收部分有机液体燃料。例如,日本在福冈县兴建的中试厂,每年可处理碳纤维复合材料废弃物60吨。意大利的Karborek等开发了一种在加热过程中碳纤维不会被碳化的工艺技术,可得到的比原始纤维长度较短的碳纤维。英国的Milled Carbon Fiber Ltd.从2003年开始回收加工碳纤维复合材料,是全球首家商业运营的专业回收公司。他们利用一套长达37米的热分解设备,每年大约可处理2000吨的废弃碳纤维复合材料,所生产的再生碳纤维的产量为1200吨。其处理方法是在无氧状态下加热碳纤维复合材料废弃物,保持温度在400~500摄氏度之间,得到的清洁碳纤维可具有90%~95%原始纤维的力学性能,同时分解出的热解气或热解油也可用作热分解的加热能量。
流化床热分解法
流化床热分解法是一种采用高温的空气热流对碳纤维复合材料进行高温热分解的碳纤维回收方法。通常这种工艺还采用旋风分离器来获得填料颗粒和表面干净的碳纤维。英国诺丁汉大学对于流化床热分解工艺方法进行了系统研究,结果表明这种方法特别适用于那些含有其他混合物及污染物碳纤维复合材料报废零部件的回收和利用。
超/亚临界流体法
龙华当液体的温度及压力处于临界点或临界点的附近时,液体的各种性质都会发生急剧的变化,从而使液体具有很高的活性、极强的溶解性、特异的流动性、渗透性、扩散性等性质。人们正是利用超/亚临界液体的这些特性,利用它们具有对于高分子材料的独特溶解性能来分解碳纤维复合材料,在期待能最大限度地保留碳纤维的原始性能的前提下,获得到干净的碳纤维。例如,Pinero Hemanz R等研究了在超临界水中碳纤维增强环氧树脂复合材料的分解过程。试验表明,在673K、28MPa下经30分钟反应,环氧树脂的分解率为79.3%,当加入氢氧化钾(KOH)催化剂,环氧树脂的分解率达到95.3%,而且所得到的碳纤维的拉伸强度能够保持为原始纤维的90%~98%。
碳纤维复合材料废弃物的回收与再利用技术发展
碳纤维复合材料废弃物的回收与再利用技术发展主要集中在碳纤维增强塑料(CFRP)和碳纤维回收再利用领域。碳纤维增强热塑性树脂(CFRTP)可通过制成切片再利用,而碳纤维增强热固性树脂的回收是有难度的。CFRP的碳纤维回收技术始于本世纪初,要取得稳定的回收材料并不容易。目前除利用熔矿炉的热源进行热再生已实用化外,面向混凝土补强材料的碳纤维回收也进入实用化阶段。然而,为满足人们对构筑循环型社会的迫切期待,需研发出高水平的碳纤维回收技术。
结论
龙华综上所述,碳纤维加固材料的回收利用涉及多种技术和方法,包括高温热解法、流化床热分解法和超/亚临界流体法等。这些技术的发展不仅有助于减少环境污染,还能有效地回收和再利用宝贵的碳纤维资源。随着技术的不断进步,碳纤维加固材料的回收利用率有望进一步提高。
碳纤维回收技术的最新进展
碳纤维回收成本效益分析
碳纤维回收对环境的影响
龙华碳纤维回收材料的应用领域








还没有评论,来说两句吧...