如何将废弃碳纤维复合材料再生利用？不看会后悔哦
碳纤维复合材料多采用热固性聚合物（环氧树脂不饱和聚酯酚醛树脂等）作为基体树脂其固化成型后形成三维交联网状结构无法再次模塑或加工难以处理随着CFRP的应用越来越广泛废弃的CFRP也越来越多废弃物的回收利用成为产业界和社会面临的新问题
（图示碳纤维）
目前全球丝束碳纤维每年的产量已经超过2.7万吨与廉价的玻璃纤维增强塑料不同CFRP中含有大量昂贵的碳纤维直接将其填埋虽然经济省钱却浪费了昂贵的碳纤维面对多重压力开发低成本绿色化废弃碳纤维复合材料回收及再利用技术刻不容缓
在废弃碳纤维的来源中一种为生产过程中产生的废弃物比如边角废料过期的预浸料等另一种为寿命达到使用年限的废弃物不同来源的废弃物其组成也不同废弃物中通常含有纸热塑性树脂胶粘剂金属等杂质这进一步加大了其回收处理的难度
废弃CFRP的回收方法主要有物理回收能量回收和化学回收
物理回收法主要是将废弃CFRP破碎成颗粒或碾磨成粉末直接用作填料或添加到铺路材料水泥中这种方法处理方式简单成本较低但得到的大多数是低价值的再生产品对于含有高价值碳纤维的CFRP来说并不适用
能量回收是通过焚烧CFRP废弃物中的有机物并利用其能量的方法该回收方法工艺简单但是CFRP废弃物在焚烧过程中会释放有毒气体造成二次污染
化学回收法既能得到高价值的碳纤维又能将树脂作为材料或能量回收是最适合处理废弃碳纤维复合材料的方法
化学回收法依据是是否采用介质主要包括热解法和溶剂分解法
溶剂分解法
溶剂法是指利用溶剂和热的共同作用使聚合物中的交联键断裂分解成低分子量的聚合物或有机小分子溶解在溶剂中从而将树脂基体和增强体分离根据反应条件和所用试剂不同溶剂法可以分为硝酸分解法氢化分解法超/亚临界流体分解法常压溶剂分解法和熔融盐法
硝酸法利用了硝酸的强氧化性和强酸性可以在低于100℃的低温分解CFRP得到的碳纤维表面干净无积炭残留碳纤维力学性能损失不大但处理时间较长操作危险性比较高同时会产生一些氮氧化物气体
热解法
热解是利用高温将复合材料中的树脂分解成有机小分子从而回收碳纤维的方法依据反应气氛反应器和加热方式的不同分为热裂解流化床真空裂解及微波裂解等方法热裂解法不使用化学试剂易于进行工业化放大也是世界上唯一实现CFRP回收商业化运营的方法
流化床法是指在流化床反应器中通入氧气或空气反应温度控制在450550℃使树脂分解得到的回收碳纤维在气旋作用下流动并与金属分离树脂分解产生的气体被重新作为燃料补充流化床运转过程中耗费的能量流化床反应器内的温度比热裂解更均匀更易控制它可以处理含污染物较多的废弃碳纤维同时回收的纤维表面没有积炭残留但纤维长度和力学性能损失严重
苏州挪恩复合材料是一家专业从事碳纤维研发与加工定制的民营企业早在多年前挪恩复材就已注意到废弃碳纤维材料问题局限于当下的技术发展未能尝试有更好的解决方案随着国内碳纤维技术的高速发展与政府对环保再生利用的倡议已经有越来越多的人开始关注到碳纤维材料的回收利用相信不久的将来一定可以建立一个合理的分级和评价方法确定废弃碳纤维材料的回收利用
