聚焦·碳纤维复合材料废弃物的处理方法
碳纤维
优异特性：轻质、高强、高模、高导热、无蠕变、耐腐蚀、耐辐射、自润滑、低热膨胀系数等
广泛用作航空、航天、国防、民用领域等先进复合材料的增强体。
碳纤维复合材料
碳纤维复合材料是由有机纤维经过一系列热处理转化而成，含碳量高于90%的无机高性能纤维，具有碳材料的固有本性特征，又兼备纺织纤维的柔软可加工性。
碳纤维复合材料废弃物
碳纤维复合材料废弃物是碳纤维、碳纤维预浸料及碳纤维复合材料废弃物的总称。
废弃物处理的需求
环境保护的需求：碳纤维复合材料中含有的热固性树脂难以降解，填埋和焚烧处理必然造成严重的环境污染。
节约资源的需求：废弃物中含有大量高价值碳纤维被掩埋或焚烧也会造成巨大的资源浪费。
行业发展的需求：随着行业发展，废弃物数量增多，高效回收处理废弃物以获得低成本再生纤维，可构建循环发展的碳纤维产业。
处理回收方法的分类
1 | 掩埋、焚烧法：逐渐被禁止 |
2 | 粉碎法：不能充分发挥碳纤维优异特性 |
3 | 分离法：利用热解或溶解的方法将基体树脂分解成多种小分子物质，实现碳纤维与树脂的分离 |
热解分离法
溶液分解法尚在实验研究阶段，而热分解法（热解法）由于技术先进、回收效果好、综合成本低，近年来发展迅速，应用前景广泛。
热分解法的分类
1 | 无氧情况下的高温热解（裂解法）：该法回收的碳纤维能够保持80%-90%的拉伸强度。目前唯一可行的碳纤维复合材料废弃物工业化回收技术。 |
2 | 有氧下的热解：以英国诺丁汉大学Pickering教授开发的流化床热解技术为代表，但由于工艺过于复杂，目前还不能够工业化。 |
3 | 微波热解法：在微波热辐射作用下使树脂分解，尚处于实验室开发阶段。 |
展望
随着碳纤维复合材料市场需求的不断增长，废弃物的量也不断增多，回收再利用成为资源可持续发展的一个大难题。企业开展回收再利用既是对国家相应政策与法规的积极响应，还具有显著经济效益。在未来，如何平衡经济效益和环境保护是企业和国家都需解决的问题。
[1]王大伟,王宝铭,段长兵.碳纤维复合材料回收再利用现状[J/OL].合成纤维,2019(03):49-51[2019-04-09].https://doi.org/10.16090/j.cnki.hcxw.2019.03.013.
[2]张建川.聚合物基碳纤维复合材料废弃物的几种处理方法分析[J].材料科学与工程学报,2011,29(04):577-585.
来源：高分子材料成型原理
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