当前位置:主页 > 碳纤维资讯 >

2019碳纤维复合材料回收再利用现状

文章出处:致天复合材料发布时间:2019-05-14 20:55 浏览人次:

      碳纤维复合材料是由碳纤维与热固性树脂基体复合生产而成,回收废旧材料中的碳纤维存在一定的困难。例如,碳纤维钓竿的高强度性能和耐腐蚀特性使得废弃钓竿的处理非常困难。目前和未来,有关废物处理的规定将要求工业材料报废后能够得到适当的回收,最终实现工业材料的回收再利用,达到节约资源和能源的目的。本文综述了碳纤维复合材料回收技术的现状,并对碳纤维复合材料回收利用的需求进行了分析和展望。碳纤维复合材料回收利用技术的发展将引领复合材料产业向绿色可持续发展的方向发展。

2019碳纤维复合材料回收再利用现状

      1、碳纤维复合材料废弃物回收技术综述

碳纤维复合材料废弃物是碳纤维、碳纤维预浸料和碳纤维复合材料废弃物的总称。今后将逐步禁止填埋和焚烧,如果不能充分发挥碳纤维的优良性能,将逐步淘汰粉碎。因此,最有前途的国内外回收方法是分离方法,也就是说,热解或溶解方法用于矩阵树脂分解成各种小分子实现碳纤维和树脂的分离,以获得可回收碳纤维的化学回收方法。其中,溶解分离法仍处于实验室研究阶段,热解分离法(简称热解法)技术先进、回收效果好、综合成本低,已被证明是一种可行的工业回收技术。


      2、热解回收技术现状

高温无氧(氮气气氛)热解也称为热解。热解将树脂分解为有机液体和有机气体,这些有机液体和有机气体可以进一步回收为燃油或天然气。但纤维在裂化时会污染焦炭,所以需要在450℃以上的炉内进行煤炭加工。处理后的碳纤维表面活性较高,但强度容易降低。需要在机械性能和树脂残留之间做出妥协。波音公司、英国ELG公司、美国麻省理工学院和日本再生碳纤维协会的研究测试表明,通过合理的工艺设计,采用裂解法回收的碳纤维可保持80%~90%的抗拉强度。


      在有氧条下热解技术的代表是由教授皮克林诺丁汉大学的流化床热解技术[2],它是通过高温空气燃烧热量使树脂,树脂和碳纤维分离,尽管碳纤维表面清洁、炭渣,但严重受损,机械强度保持率仅为50% ~ 80%。该方法存在过程控制复杂等问题。


      此外,还有微波热解方法在微波热辐射[3]作用下分解树脂。例如,FirebirdAdvanced Materials等的研究还处于实验室开发阶段。热解是目前唯一可行的工业回收碳纤维复合材料废弃物的技术。世界上仅有的三家工业生产公司——ELG碳纤维有限公司(2000 t/a)、日本碳纤维回收工业公司(1000 t/a)和mitr - cf公司(500 t/a)采用热解回收技术。上海交通大学在国内率先开展碳纤维回收研究,开发了具有自主知识产权的碳纤维复合材料废弃物热解回收技术,并建成年产200吨的中试生产线。


      3、热解回收技术的发展趋势

      近年来,碳纤维复合材料废弃物的热解回收技术不断改进,向低成本、精细化、组合化方向发展。

低成本:低回收成本将促进再生碳纤维的应用,形成巨大的商业吸引力。为了进一步降低热解回收技术的成本,日本研究人员采用了多步热解过程,和上海交通大学成功地减少了能耗回收碳纤维的不到1/3的新碳纤维的能源消耗的能量回收树脂热分解产品和其他措施。但是,在缩短热分解回收时间,降低生产运行成本方面,还需要创新工艺和方法。


      细化:有许多不同种类的碳纤维复合材料浪费,针对简单的分类,不同形式的典型的废物,如厚度巨大的结构、薄壁鱼竿,细磨粉和adhesional润湿预浸材料等等,通过优良的设计、开发和相应的最优回收技术和设备,实现更高效、低成本处理不同种类的垃圾。


      联合开发:联合开发是指近年来国外碳纤维行业中普遍存在的上下游企业结成联盟,通过协同作用共同开发回收技术的趋势。根据回收碳纤维下游用户的性能需求,如纤维长度和表面活性,等。碳纤维回收公司调整碳纤维回收过程结合上游浪费的特点,以便回收碳纤维可以更快地应用于下游,促进回收工业的发展


      4、碳纤维复合材料回收需求分析

      在我国,碳纤维复合材料广泛应用于钓竿、自行车、球拍等体育休闲产品中(约占29%)。例如,鱼竿有1000多个系列,20000多个规格,年消耗碳纤维2000吨[5]。同时,碳纤维复合材料在风力发电、轨道交通,扩大使用航空航天、飞机零部件的一般生活20 ~ 28风向标是20 ~ 25,汽车零部件为10 ~ 15,产品寿命结束后,回收利用,以及节能、环保、建设需求的碳纤维产业链的可持续发展,也是一个积极响应国家的相应的政策和法规,而且还有显著的经济效益。


      5、节约资源和保护环境的需要

      碳纤维复合材料中的热固性树脂不易降解,因此填埋(97%)和焚烧不可避免地会造成严重的环境问题。此外,大量的高价值碳纤维被埋或焚烧在废弃物中(质量分数高达67%),造成了巨大的资源浪费。欧洲和美国等国家也颁布了相关法律法规,禁止垃圾填埋和焚烧方式。


      6、产业发展需求

      随着碳纤维复合材料工业的发展,碳纤维复合材料的废弃物越来越多。高效回收和处置废弃物可以获得低成本的回收碳纤维,然后再用于制备各种高性能复合材料,可以构建回收发展碳纤维产业,也可以缓解碳纤维供不应求的局面。


      7、法律法规的要求和政策支持

      根据欧盟报废汽车指令2000/53/EC和中国汽车产品回收利用技术政策,自2015年起,汽车上所有材料的回收率应大于95%。2015年11月18日,工业和信息化部核发的《中华人民共和国的指导方针的发展行业关键共性技术(2015),已确定“低成本的复苏和碳纤维复合材料浪费”的应用技术之一,205年行业关键共性技术优先发展。


      8、碳纤维复合材料的回收再利用前景

      随着碳纤维复合材料的大规模应用,回收利用成为亟待解决的问题。许多外国公司长期以来一直在研究回收技术。中国起步相对较晚。虽然一些研究机构和企业开始了对回收利用的研究,但它与国外的研究有很大的不同,还没有商业化。目前,碳纤维复合材料采用热解回收技术,具有成本低、精细化、组合方便等特点。碳纤维复合材料工业的发展和节能环保的要求,和碳纤维产业链可持续发展的建设,回收和重用不仅是积极应对相应的国家政策和法规,而且还具有显著的经济效益。


      致天复合材料是隶属深圳致天实业有限公司旗下产业,公司主营产品碳纤维制品加工生产。

      欢迎来电咨询:13246829511  微信同手机号!

下一篇:下一篇:没有了 上一篇:上一篇:没有了

版权所有 深圳市致天实业有限公司| Copyright © 2019 ZHITIAN. 备案号: 粤ICP备17144653号 保留所有权利.

返回顶部