碳纤维回收处理方法
摘要
碳纤维复合材料因其高强度和轻质量特性，在风电和新能源汽车领域得到广泛应用。然而，其难以回收再利用的问题日益凸显。当前主流的回收处理方法包括溶剂法、化学分解法和超临界/亚超临界法。溶剂法效果不理想，化学分解法在我国研究较多，而超临界/亚超临界法受限于高压力和使用设备的高要求。合肥工业大学的研究表明，通过预处理和特定流体的选取，可以优化超临界/亚超临界法的回收效果，获得高性能的碳纤维。
正文
碳纤维复合材料集高强度和轻质量与一身，被很多人誉为实现中“清洁经济”的神奇材料。现在，这种材料已被用于推动风电革命以及新能源汽车轻量化的大潮中。汽车制造厂家们在不遗余力地挖掘这一材料的潜能，用于制作更加轻量化、更节能的汽车。
2017年10月18日，随着前途汽车携K50跑车以及大量碳纤维车身覆盖件、加工工艺亮相“中国国际节能与新能源汽车展览会”，拉开了中国高端产量型新能源车的大幕，也预示着碳纤维复合材料继宝马I3，I8之后，将大规模的应用于前途的K50这款车上，上海晋飞作为其碳纤维覆盖件的供应商，也加入了的这场国产大戏中。
虽然碳纤维复合材料因其质轻、耐腐蚀、高强度比、高比模量、设计灵活、易成型等优良性能，但是，碳纤维复合材料也有一个鲜为人知的缺点：环氧树脂的交联结构，带给其不熔不溶的特性，最终导致了难以回收再利用，这也是全世界所面临的紧迫问题。
这里我们介绍三种主流的回收处理方法：溶剂法、化学分解法、超临界/亚超临界法。
溶剂法
溶剂法是在加热的条件下，利用溶剂的化学特性对聚合物解聚的方法。有些人认为只要是解聚的过程中使用了溶剂都可以归为溶剂法，例如将溶剂与酸或碱混合形成反应溶液，加热处理碳纤维增强复合材料的方法。目前溶剂的选取范围仍为低分子醇类，从使用情况来看，单一的溶剂法回收碳纤维复合材料效果并不理想。
化学分解法
化学分解法发展始于二十一世纪初，其用部分氢化的芳香烃加热降解碳纤维增强复合材料，在之后的发展过程中，各国的研究机构不断研究能有效分解碳纤维增强复合材料的化学试剂，例如日立化成工业株式会社2003年提出用有机溶剂和碱金属的盐混合使用，加热分解碳纤维复合材料，然后回收碳纤维。该方法也开启了多种不同处理方法结合使用回收碳纤维复合材料的先河。化学分解法是在我国研究比较多的回收方法之一。
超临界或亚超临界法
超临界法是指流体的温度和压力分别超过其固有的临界温度和临界压力时所处的特殊状态。由于超临界法要求流体要处于超临界状态，因此装置内通常压力比较高，过高的压力使超临界法的使用比较困难，因此，亚超临界（临界压力以下）法也孕育而生。
超临界法或亚超临界法回收工艺的关键在于流体的选取以及条件的控制，另外对使用设备的高要求也是该方法使用受限的主要因素。
我国合肥工业大学一直关注超临界/亚超临界法的研究，可以加入夹带剂水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、丙酮、苯酚、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺中的一种或任意两种组合，在超临界或亚超临界处理之前，对回收废料进行先一步处理，预处理的方法可以是湿热处理、循环加速老化处理或者水射流冲击处理，据称可以获得高性能的碳纤维。
来源：晋飞股份
