诺丁汉大学开发碳纤维回收新法
欧盟成员国2003年11月通过的废弃车辆(EEEV)指令要求,2015年1月之后生产的每辆汽车的95%必须被再利用或回收。同时处理碳纤维复合材料也不经济实惠。为带来更好的经济效益,它们应该被回收。碳纤维回收是由金融状况驱动的,是由政府研究奖励因素驱动的,也是由制造商渴望拥有绿色制造工艺和产品的愿望驱动的。一些回收碳纤维的商业可行办法,如高温分解法、微波辐射法(用于加强高温分解)及流化床法,可以进行碳纤维回收,但是这些方法会导致纤维长度变短,纤维降级,最终导致纤维性能的降低。英国诺丁汉大学的一个研究小组已经研发出一种回收碳纤维的方法,这种方法将保留几乎100%的纤维性能。一种经济实惠的溶剂体系已经被开发出来,用来溶解复合材料中的环氧树脂,从而分离出单一形式的碳纤维,而不破坏它们的长度。该研究小组利用了超临界流体的溶解能力,这些超临界流体为一类在其他行业已被证明有效的溶剂。
他们研究了超临界水,二氧化碳还有一些有机溶剂包括乙醇、甲醇和丙酮,最后选用了丙醇——一种可支付的起的短链醇,这种醇处在正常状态就很适合用于溶解树脂。选用醇是非常好的,因为他们只需要适度的压力(2~7兆帕)就可以进入超临界状态,尽管需要温度较高,为200-450℃。与水相比这种醇更便于他们使用,水需要22.1兆帕的压力和374℃的高温来达到临界点。另外乙醇和甲醇在溶解玻璃纤维复合材料中的聚酯树脂时很有效,但不能很好的溶解环氧树脂,丙醇(正丙醇)却可以顺利地分解环氧树脂。试验结果表明,回收的碳纤维具有很高的强度和刚度,是原始强度和刚度的99%。目前为止这些实验只是在实验室内进行操作,更多的研究努力需要投入,从而使这一过程商业化。碳纤维回收具有三重环境效益:阻止了碳纤维使用一次后就被填埋的浪费;同时,使用回收碳纤维制作的部件也是可回收的,因为碳可以保留原始性能中重要的一部分,即便是在二次利用后也是如此;此外,回收过程本身就已经大大减少了能源消耗。
关注“全球塑胶网公众号”
周一至周五8:30-18:00
400-668-0255
400-668-0255