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回收碳纤维增强环氧树脂复合材料的方法

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发表于 2017-10-17 13:21:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
碳纤维/环氧树脂复合材料具有密度小、比强度及比模量都比较高的特点。随着低碳经济的发展,碳纤维/环氧树脂复合材料在各个领域的用量迅猛增长,而且拓展到新兴的领域,如新能源、高速列车等。
随着碳纤维/环氧树脂复合材料在这些高新领域的应用,所产生的热固性树脂废旧物与Et俱增,
一方面给环境带来了巨大的压力,另一方面复合材料中含有高价值的碳纤维成分,
如果对复合材料进行简单处理,就会造成资源的浪费。


目前,高效回收碳纤维/环氧树脂复合材料的方法鲜少。
焚烧的方法只能回收部分热量,而且还会产生易污染环境的气体;高温热降解回收到干净的填料和增强纤维,
但需要在较高的反应温度下进行,对反应设备要求较高。
该发明的目的是提供一种能在温和的条件下高效地回收纤维增强的环氧树脂复合材料的方法。该方法以绿色氧化剂和有机试剂为反应试剂,在温和的温度下进行反应,通过控制反应条件,使树脂的降解产物以苯酚及其同系物产生,通过重结晶、减压蒸馏、萃取等方法使降解产物以晶体的形式以降解液中析出。该方法不仅实现纤维的回收,特别是高价值纤维— 碳纤维的回收,而且实现树脂的可控回收。方法包括以下步骤:
①将所需分解的碳纤维增强环氧树脂复合材料切割成体积小于5 cm3的块体,将切割后的复合材料置于装有酸液的回流装置中,以该酸液沸点温度加热5—30 min后,取出复合材料,先用工业丙酮洗涤、再用去离子水洗涤,重复洗涤3~5次,然后放入80℃~120℃的真空干燥箱干燥 12~24 h,得到处理后的复合材料;
②将处理后的复合材料置于密封反应釜中,然后加入有机溶剂和氧化剂;每100 理后的复合材料加入50~2 000 ml的有机溶剂,每100 g处理后的复合材料加入 50 ~2 000 g的氧化剂;
③将密封反应釜在50℃~300 ℃下加热10~120 min,然后自然冷却至常温,得到初级产物。
④将初级产物中的固体产物用工业丙酮洗涤3~5次,置于工业丙酮溶液中浸渍12 ~72 h,取出干燥后得到回收碳纤维;将初级产物中的液体产物进行减压蒸馏获得苯酚及其衍生物。

该发明方法具有环境友好、成本低廉、反应条件温、降解产物易与反应液分离、树脂和纤维的回收率高、资源的可循环利用等优点,可弥补长期以来难以高效回收、反应后处理复杂、难以实现工业化等缺陷,从一定程度上能缓解热固性树脂及其复合材料给环境的压力且实现资源的循环利用。
该发明方法以绿色氧化剂和有机溶剂的混合物做反应体系,使复合材料在较为温和的条件下降解成为苯酚及其同系物并溶于反应体系中,经过重结晶、减压蒸馏、萃取等方法使降解产物以晶体等较易分离的形式从反应体系分离出来,从而实现碳纤维和环氧树脂的各自回收,实现资源的循环利用,缓解了热固性树脂复合材料对环境的压力,具体体现为:
① 回收得到的碳纤维表面树脂几乎为残留:碳纤维/环氧树脂中环氧树脂的降解率达到95%以上;
② 回收后的纤维的强度可以达到原始纤维强度的90%以上,可用于作为复合材料增强体;
③树脂降解产物能以较易分离的小分子形式分离出来,实现降解产物与反应液的分离,通过进一步处理可回收得到有机溶剂,回收得到的有机溶剂可循环使用,回收到降解产物可作为化工原料等再次使用,降解产物和有机溶剂的回收率均比较高。

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请看x.co/u55(网址) 肺炎,浩劫背后的惊天黑幕!看海外真实报道...... git.io/gxxxx (网址)  发表于 2020-5-21 09:53
海!外直播 t.cn/RxmJTRa 禁闻视频 t.cn/RxrADky “绝不照搬西方模式”西方模式是什么?不敢说.①新闻自由,不敢搬,因为害怕人民监督.②官员财产公开,不敢搬,因为害怕腐败曝光.③官员选举产生,不敢搬,因为害怕人民不   发表于 2018-12-11 21:19
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