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复合材料回收技术进展论文
复合材料回收技术进展
摘要:
复合材料虽然在汽车、航空航天和再生能源等工业领域得到了广泛的应用,但是由于复合材料自身固有的异相性,特别是热固性树脂基复合材料,致使复合材料没有得到妥善的回收。
废弃物处理的相关法规在当前和以后都会要求将汽车、风力发电机和飞机等使用的工业材料在报废后能够得到妥善的回收,工业材料的最终回收再利用可以达到节省资源和能源的目的。
目前多项复合材料回收技术已相继研发出来,其中大多关注增强材料的回收,但都未完成商业化生产,主要包括以下三种方法:
机械回收、热回收和化学回收。
复合材料回收技术商业化最大的阻碍在于再生材料的市场需求匮乏、高昂的回收生产成本以及再生材料性能的降低。
为了更好的推进复合材料回收技术发展,需要加大回收技术的创新性研发力度,研发发出更加高效的复合材料分离技术。
通过复合材料设计、复合材料生产生产、废弃物管理、新研发的分离和回收技术这五方面的共同努力,在不久的将来复合材料的回收就会真正的实现,并进一步开发出更易回收的复合材料。
1、引言
复合材料为设计工程师们提供了高性能和长寿命的材料,凭借其高强、轻质和低维护的优点复合材料在工业领域得到了广泛的应用,为交通运输工具节能减排做出的贡献最为突出。
一般来讲,复合材料可以分为以下三类:
聚合物基复合材料(PMC)、金属基复合材料(MMC)、陶瓷基复合材料(CMC)。
按照增强材料形态,复合材料又可分为:
颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料和叠层复合材料。
以上两种复合材料的分类方式见图1。
准确的统计全球复合材料的产量有很大难度,估计2000年的全球产量大约为700万吨,2006年很有可能便已经达到了1000万吨[1]。
在众多种类的复合材料中,聚合物基复合材料占居了绝大多数的市场份额,其中热固性复合材料就超过了2/3,不过最近几年热塑性复合材料的市场占有率正在快速增长。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
按照增强材料分类类
热固性复合材料
聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
结构复合材料
颗粒增强复合材料料
纤维增强复合材料料
叠层复合材料
夹芯复合材料
碳纤维复合材料
玻璃纤维复合材料
图1复合材料分类
若按产值计算,目前两个较大的复合材料应用领域分别为汽车工业(超过30%)和航空工业(超过20%)。
图2列举了2000年复合材料产值在不同应用领域的占比。
复合材料首先在国防和航空领域得到了应用,当前绝大多数的战斗机所使用复合材料的重量比已经超过了50%。
复合材料最近已经成为新一代复合材料飞机的主要材料,例如波音梦幻客机787(复合材料53%)、空客A380(复合材料25%)以及未来的空客A350(复合材料53%)。
提高汽车燃油效率的关键手段就是减轻重量,作为复合材料应用最多的领域,复合材料(车身、内饰、底盘、引擎盖和电气组件)的使用量增长迅猛。
此外,在体育休闲、造船、风力发电和近海油气田开发中也得到了广泛应用。
图3为2000年复合材料在欧洲各国的市场份额分解图。
如图所示,德国的使用量最大,意大利和法国紧随其后,这三个国家一共占有欧洲60%的市场份额,与这三个国家强大的汽车和航空航天工业密不可分。
残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
图2复合材料在不同领域的应用比例
图3复合材料在欧洲各国的市场份额
工业材料的回收再利用有助于整个工业进程的可持续发展。
目前,金属、玻璃、热塑性塑料等众多工业材料都得到了很好的回收再利用,而作为特种材料的复合材料却没有(包括基体和增强材料)。
究其原因,主要是由复合材料的基体和增强材料的异相性造成的,其中热固性树脂基复合材料更加难以再循环利用。
当下和以后的废弃物处理的相关法规都要求将报废车辆中的所使用的工业材料进行回收再利用。
回收循环利用可以节约复合材料用增强材料和基体的生产资源和能源消耗。
酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
碍于技术和经济可行性两方面因素,目前主流复合材料回收技术仅有极少数实现了商业化生产。
复合材料回收中最基本的问题就是如何将其分解成均匀的颗粒,分离过程一直受到纤维或其它增强材料、基体(尤其是热固性树脂基体)或粘合剂的制约。
因此,回收过程绝大多数情况下只能将复合材料转化为热量,极少能分离出纤维。
最近欧盟关于报废车辆[2]、报废电子电气设备[3]处理的指导性意见的出台,必将加大复合材料回收技术的市场需求,并最终实现商业化生产。
彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。
各种各样的复合材料回收技术在大量的研究过程中应运而生,主要有以下三类技术:
机械回收、热回收和化学回收,这些技术都有待于商业化推广。
机械回收要先将复合材料切碎和造粒,然后再筛分成可再次使用的富纤维和富树脂颗粒,该方法需要消耗大量能源而且产品性能较低。
热回收则是利用高温(300~1000℃)分解树脂,并分离出增强纤维和填料。
此方法可以生产出可再次使用的纤维和无机填料,并可将热裂解、气化和氧化过程中产生的热量作为二次能源使用,但热回收过程也使得纤维和颗粒的性能不同程度的降低。
化学回收旨在通过化学解聚分离出纤维并进一步利用溶剂溶解树脂得到可使用的纤维。
由于化学回收缺乏灵活性、生产中产生化学废料,导致其当前并没有得到积极的研究。
然而,超(近)临界液体工艺---一种清洁生产工艺,最近却得到广泛的关注并表现出巨大的发展潜力[4-6]。
謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。
市场需求的匮乏、回收成本的高昂以及产品性能与原生材料相比较低是复合材料回收商业化的最大阻碍,同样制约了再生复合材料产品在汽车、航空航天、其它工程和消费领域的应用。
环保政策虽然对材料的回收技术开发起到推动作用,但仍需要长期的技术研发过程。
厦礴恳蹒骈時盡继價骚。
目前,复合材料回收技术急需在以下三个方面实现突破性的创新:
(1)研发易于回收的新型复合材料;
(2)研发效率更高的分离纯化技术;
(3)研发可以使用再生纤维的复合材料生产技术,至少可以部分替代原生纤维。
进一步的创新性研究希望能够在分离和回收技术方面得到突破并最终实现复合材料的回收,开发出更多可回收的复合材料。
不久的将来不难想象会出现全复合材料汽车,甚至会实现全部用再生材料生产的汽车。
茕桢广鳓鯡选块网羈泪。
2、复合材料回收工艺概述
受到工艺和经济可行性、环境污染三方面因素的制约,目前仅有极少数的复合材料回收工业化的案值。
伴随着不断增长的市场未来需求和更加严格的环保法规的陆续出台,在过去十多年里有许多复合材料回收技术相继研发成功。
Henshaw[7,8]等对复合材料回收技术进行了全面的介绍,Pimenta[9]等对建筑用碳纤维增强树脂基复合材料的回收技术和市场进行了展望。
最近Goodship[10]也发表了一篇论文,对复合材料的回收技术进行了更为全面的分析。
复合材料手册已经收录了关于复合材料回收技术方面的文章[11]。
Pickering[12]和Job[13]的文章针对热固性复合材料的回收技术的发展进行了概述性的分析。
由于树脂基复合材料占有绝大多数的市场份额,此类复合材料的回收得到了更多的关注,其中大量的研究是关于热固性树脂与增强纤维的分离技术。
同时,人们也在开发热塑性树脂基和金属基复合材料的回收技术[14]。
表1列举了各种复合材料早期的回收技术。
鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。
表1复合材料回收技术概述
复合材料类别
回收技术
技术特点
技术现状
热塑性树脂基复合材料
重融重塑法
纤维与基体不需要分离
还需要在生产过程废料的回收上开展大量的研究
再次研磨后磨压或注射成型
是否已经商业化生产还不确定
再生材料产品成圆球或薄片
回收过程纤维受损,再生纤维性能降低
化学回收
需要使基体溶解
此类研究不多
回收过程纤维受损,再生纤维性能降低
热处理
通过燃烧或焚化回收热量
此类研究不多或者报导太少
热固性树脂基复合材料
机械回收
粉碎-研磨-精磨
有商业化案例
产品为再生纤维和填料
ERCOM公司(德国)
再生纤维性能降低
PhenixFibreglass公司(加拿大)
热回收
通过燃烧或焚化回收热量
有发展前景
通过硫化床热处理技术回收纤维
通过热分解技术回收纤维和基体
发展受困于再生纤维的市场需求
化学回收
通过化学方式溶解基体
研究仅在试验室阶段
醇解(超临界有机溶剂)/水解(超临界水)
有发展前景
可回收得到高性能的纤维,也可能得到树脂
溶剂不易回收,可造成污染
金属基复合材料
重熔-铸锭
压铸生产废料,可直接重熔-铸锭
金属基复合材料价格远高于金属合金和增强材料
铸造生产废料,直接重熔提纯(氩气中)
重点研究金属基复合材料的回收循环利用
碎片质量较差,重熔-精炼-脱气提纯
碎片质量非常差,只对材料重熔后分离出增强材料
2.1通用技术
作为工业材料回收的一般规律,回收工艺过程中的每个步骤都是环环相扣的,任何一个步骤的失败都将导致整个回收过程的失败,具体步骤见图4:
籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。
(1)将复合材料粉碎成可回收的碎片:
作为回收生产使用的原材料,这些碎片可以来自报废产品和生产过程中产生的废料。
預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。
与金属和其它高分子材料相比,树脂基复合材料在整个工业生产过程和报废产品中占比较少,而其它金属基、陶瓷基复合材料就更少,汽车和飞机的使用寿命又长达10到50年之久,这就导致复合材料回收短时间内很难产生较好的经济效益。
渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。
(2)收集和运输:
报废产品的收集和运输是整个回收过程的关键的第一步,所以首先要建立一套适当并高效的报废产品和过程废料的收集和运输系统。
目前,报废汽车和飞机的收集工作已经在有条不紊的进行,这些报废产品按照体积大小的分类后运到回收工厂。
报废汽车可经过简单的拆解后送到粉碎工厂,但由于报废飞机的体积庞大则需要在现场先拆卸并分隔成可以运输的更小的部件。
提高小型电子产品和体育休闲产品的收集效率依然是一项目具有挑战性的工作。
铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。
(3)后处理--回收:
此过程是整个回收工艺链的核心步骤,可以根据复合材料种类的不同,使用机械、高温或化学回收方式进行。
虽然多数的研究都集中在此阶段,但不幸的是,目前可行的技术手段都难以满足再生材料性能、环保法规和经济效益的要求,仍需要继续努力研发发更高效的分离技术。
擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。
(4)再生材料的市场需求:
与其它制约因素相比,回收材料的市场需求匮乏仍是最大的问题。
再生材料与原生材料相比要有较高的性能和价格优势才能迅速打开市场,相关的技术开发都在围绕这个方向在进行。
贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。
市场推广
图4复合材料回收过程坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。
2.2热塑性复合材料的回收
与热固性复合材料相比,虽然其市场份额小得多,但其具有高韧性,耐化学腐蚀,生产周期短以及易于回收的优势。
由于其可以在加热后重新成型,热塑性复合材料可以直接再次熔融并浇铸得到高市场价值的材料[8]。
蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。
多数纤维增强热固性复合材料回收技术都要在一开始先将复合材料通过机械手段粉碎成颗粒,但研磨及后续的生产过程对纤维造成的损伤却降低了原有纤维的性能[15]。
然而对于热塑性复合材料回收的相关研究表明,虽然纤维的拉伸强度和模量有所降低并且表面得到了破坏,但其破坏应变和耐水性却得到了提高。
热塑性复合材料的回收大都集中在热塑性塑料和聚合物上,所以在下面不再过多阐述。
買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。
热固性复合材料最大的技术难点在于基体材料的高粘度(比热塑性基体高500到1000倍)须在高压条件下才能渗浸增强纤维,这就需要投入昂贵的生产设备,加热和冷却设备还需要消耗大量的能源。
在很多应用领域,与材料本身的性能优势相比,热固性复合材料在回收循环利用方面的劣势更为突出,成为了其在未来市场开发过程中的一大阻碍。
但是新一代热固性复合材料可以被处理成像水一样的低粘度液体,这样就不需要以往那么高的压力、设备和能源投入[16]。
如果可以实现热固性复合材料的浇铸成型,将带来其在商业化应用和市场开拓上面新的一波增长势头,不断增长的市场份额必将使人们更加重视热固性复合材料回收循环利用。
綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。
Otheguy等[17]人已经论证了热塑性复合材料船支回收的可行性。
这艘用于实验的刚性充气船RIB(一种具有坚硬外壳的橡胶制船)由玻纤维增强聚丙烯树脂夹层复合构成,夹层材料采用刷有涂料的巴尔杉木。
通过热熔法可以回收得到用于注射模塑生产的颗粒,生产出来的产品各项指标均较满意。
即使涂料和巴尔杉木的存在对成型产品的强度、断裂延伸率和冲击强度有一定的不利影响,但在巴尔杉木含量较低的情况下却对产品模量和冲击强度有一定的提高。
总之,这种复合颗粒具有的新特性会带给聚丙烯基注射模塑领域可观的经济效益。
它们可以应用于新一代的汽车生产上,最近滑石粉和玻纤增强聚丙烯就已经得到了应用;或者可以在板材和仿木制材料生产中得到应用,而且目前正在考虑木塑复合材料的开发。
驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。
2.3热固性复合材料的回收
人们对以上提到的三种热固性复合材料的回收技术都已经进行了大量的研究,在未来的工业化生产中都具有某种程度的商业化可行性。
猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。
2.3.1机械回收
机械回收先将待回收物通过低速切割或碾碎成50-100mm的碎片,再用锤磨机或其它高速精研机加工成10mm-50μm大小的颗粒,随后再用旋风分离器将这些颗粒筛分成富纤维部分(粗糙颗粒)和富树脂部分(细腻颗粒)[12]。
锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。
近期有一项研究[18,19]正在针对再生玻璃纤维替代原生玻璃纤维进行复合材料生产,其研究重点方向是开发用于汽车部件(团状和片状模塑产品)回收的全封闭机械回收设备。
一种可以进行机械回收并分离出纤维级产品的小型空气分离技术已经开发出来,再生玻璃纤维性能可以与原生新玻璃纤维媲美。
但通过比较纤维强度和纤维复合材料的拉拔强度研究纤维和树脂基体间的界面结合强度,再生玻璃纤维与树脂的界面结合强度较差。
目前,再生玻璃纤维在不改变原有复合材料生产工艺的情况下生产的复合材料性能可以受到最小程度的影响,但随着再生玻璃纤维填充量的增多,复合材料的弯曲强度和冲动强度明显降低。
構氽頑黉碩饨荠龈话骛。
绝大多数机械回收采用简单的碾碎和精磨手段,不但消耗大量的能源,而且再生产品的性能较差,只能作为复合材料的增强填料使用。
德国的ERCOM公司和加拿大的PhoenixFibreglass公司已经实现了复合材料机械回收的工业化生产[12],在4.2.1中我会进行详细的介绍。
輒峄陽檉簖疖網儂號泶。
2.3.2热回收
热回收会涉及到高温处理过程,通常包括以下三个过程:
(1)复合材料的焚化和燃烧,此时只对热量进行回收;
(2)利用回收的热量对复合材料进行氧化分解,得到纤维和填料;
(3)热分解:
回收得到纤维和燃料。
因为燃烧和焚化过程只对热量进行回收,并没有涉及到材料回收,即便此时产生的无机残留物可以用于水泥生产,此过程仍不能成为一项单独的回收技术,不过市政固体焚烧炉仍然可以作为单独的“回收”热量的设备。
“回收”与“回收循环利用”技术在一些欧盟关于回收循环利用技术的相关文件中进行了区分。
因此,热回收技术只有以下两种:
燃烧硫化技术和热分解硫化技术,其中后者更有发展前途。
尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。
2.3.2.1燃烧硫化技术
诺丁汉大学的采用燃烧硫化技术,利用树脂燃烧产生的热量回收玻璃纤维和碳纤维。
汉堡大学则采用热分解硫化技术在回收增强纤维的同时对树脂降解产生的二次燃料进行回收,此项技术以后再做单独介绍。
识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。
用于回收玻璃纤维和碳纤维而开发的硫化技术,可以将复合材料中的有机树脂用作燃料,并利用废热回收系统对燃烧产生的热量进行回收使用,图5描述了硫化技术的工艺流程。
首先将25mm大小的复合材料碎片喂入硫化炉沙床,并通入热气,聚乙烯树脂硫化需要在450℃下进行,环氧树脂则需要高达550℃的反应温度。
此方法可以回收得到表面完好的纤维,平均直径在6-10mm。
450℃下回收得到的玻璃纤维拉伸强度降低了50%,而经过550℃高温回收得到的碳纤维的风度仅降低了20%。
Pickering在他的文章中对再生玻璃纤维和碳纤维的物理形态、纤维长度、机械性能等作了详细的描述。
凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。
不同于原生纤维的连续化形态,通过硫化技术回收得到的玻璃纤维和碳纤维是一种蓬松的短纤维形态,其长度最高可到10mm,纤维模量并没有降低且表面状态同原生纤维类似,但拉伸强度却仅为原来的75%左右。
较低的机械性能限制了它们在模塑复合材料中的应用。
同时,Pickering表示,硫化回收技术只有达到年回收复合材料10000吨的情况才能实现真正实现商业化生产,鉴于碳纤维的高价值,只有碳纤维回收可以实现小规模生产。
虽然再生材料具有一定的市场价值,但其较低的性能和市场价格依然是影响其商业化进程最大的阻碍。
恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。
图5硫化技术对纤维和热量的回收过程[12]
2.3.2.2热分解回收技术
为了提高再生纤维的长度和模量,热分解技术必须在高温下使树脂降解或者在300~800℃的无氧环境下使树脂解聚。
虽然可以在高达1000℃的温度下进行处理,但得到的纤维性能会受到更大程度的破坏。
此项技术可同时应用于高分子材料和树脂基复合材料的回收。
热分解技术可以同时对增强纤维和树脂基体进行回收处理,其中回收树脂可以得到像油、煤气和硬质焦等小分子产品。
热分解反应温度和反应时间是影响整个解聚过程和纤维完整度最大的因素,Pickering[12]、Kamingsky[21]和Blazo[23]对此进行过详细的表述。
鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。
燃烧回收过程使树脂氧化产生二氧化碳和水蒸汽,同时产生热量;与此不同,热分解回收过程会破坏树脂的分子链结构,从而生成具有更小分子量的有机化合物,例如油、煤气和硬焦。
由于这些小分子量产品有可能作为其它化学反应的原料使用,使得热分解技术在回收树脂基方面具有相当大的优势[12]。
热分解回收技术既可以应用于玻璃纤维复合材料,也可以应用于碳纤维复合材料。
同样是基于碳纤维的在市场上的高价值,其碳纤维增强复合材料的回收商业化更加具有可行性,此项原则同样适用于其他复合材料回收技术。
热分解可以在很多设备中进行,例如固定床反应器、螺旋裂解器、回转炉和硫化床[23],其中硫化床和回转炉是最合适的设备[7]。
热分解处理会产生多种再生产品,这可能是工业化生产中需要解决的一个难题。
热分解得到的固体产物通常为纤维、填料和硬质焦的混合物,要想得到可以循环使用的纤维和填料,还需要对它们进行分离。
液体产物大都由各种复杂的有机化合物(具有与汽油一样的高热容,30-40MJ/kg)组成,有机化合物的种类取决于复合材料的树脂基体。
气体产物通常是一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的混合物(热容相对较低,15-20MJ/kg),这些气体产物的燃烧可以作为热分解反应(吸热反应)的热源使用。
硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。
这三种热分解产物各自所占的比例取决于复合材料类型和热分解温度[12],通常情况下,固体产物所占质量比重最高(50%,甚至可以高于2/3),液体产物占10-50%,气体产物仅占5-15%。
阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。
为了获得完整度好的纤维,实际生产过程中复合材料的热分解要与燃烧同时进行,这其实是一种热解和气化燃烧过程,但是此过程中的高温环境和氧化反应会降低纤维的强度。
丹麦已经利用热解气化技术(纤维再生)回收风力发电机叶片中的玻璃纤维和过程中产生的热量[24]。
在发电机现场,先用液压剪板机将叶片分割成集装箱大小的形状,随后再运到工厂处理成手掌大小的碎块。
在无氧回转炉500℃的高温作用下,叶片中的树脂基体会热解生产天然气,产生的天然气可以用于发电或者用于回转炉的加热。
复合材料经过一到两次回转炉热解处理后就可以得到当中的玻璃纤维,其中含铁杂质可以在生产过程中利用磁力除去。
图6描述了热解气化技术-纤维再生的工艺过程。
氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。
强度较低的再生玻璃纤维不建议再用于生产风机叶片,但可以用于生产绝热材料。
同样,由于经济原因,热解气化技术也没有实现商业化生产,因为将风机叶片直接填埋的成本更低。
釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。
图6风力发电机回收图解
2.3.3化学回收
化学回收利用化学降解或者化学溶解去除纤维周围的树脂基体。
化学回收在重新得到纤维和填料的同时,还可以使树脂基体降解生成聚合单体或者用于化工石油行业的原料。
化学溶解根据溶剂的不同可分为水解、醇解和酸解。
水解和醇解通常需要利用高温高压达到亚-超临界条件下进行,以提高反应速度和效率。
而酸解一般是在标准条件下进行,但反应速度可能会非常慢[25]。
怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。
醇解可以使环氧树脂降解成单体,重新作为化工原料使用。
同时,化学溶解过程还会生成超临界水和超临界醇[4,5]。
采用水和醇类化合物作为溶剂不仅仅是因为环境因素,通过溶液蒸发或蒸馏可以回收循环使用溶剂(水和醇)同样是一个考虑因素。
化学溶解技术可以回收包括玻璃纤维和碳纤维在内的很多增强材料,而且对再生纤维性能的破坏很小。
虽然在溶解过程中可以加入碱性化合物(如NaOH、KOH)用作催化剂来提高溶解速度和效率,但如何去除再生产品中的碱性催化剂、再生产品(高粘度油类化合物)的纯化却成为了一个难题[4]。
谚辞調担鈧谄动禪泻類。
在上个世纪70年代,通用汽车集团对聚氨酯泡沫的醇解回收技术就已经开展了大量的研究[7],在高压蒸汽和高温(232-316℃)作用下可以利用醇解技术使聚氨酯泡沫降解生成二元胺、多元醇和CO2。
在最近的多项研究中提到[4,5],用于碳纤维增强复合材料回收的超临界条件如下:
超临界水,250-400℃、4-17MPa;超临界醇类化合物(甲醇、乙醇、正丙醇和丙酮),300-450℃、5-17MPa。
加入碱性催化剂(如KOH)后,超临界水可以使树脂基体的降解率达到90%以上,再生碳纤维的性能只降低了2-10%[4];超临界醇(350℃下)则可以将树脂基体降解率提高到98%,同时保留85-99%的纤维原生性能[5]。
嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。
但以上这些结论都是在实验室通过10ml不锈钢高压容器得到的,还需要在更大的反应设备中进行更多的实验验证。
化学溶解的回收效率取决于有机树脂基体的种类,其中提前做好复合材料的分类是化学溶解的关键步。
因此,当明确知道复合材料种类的情况下可以使用化学溶解技术进行回收,而在多种复合材料混杂在一起,机械手段无法对它们进行分类的情况下就无法使用化学溶解技术。
熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。
2.4其它复合材料的回收
虽然,树脂基复合材料占据着绝大多数的市场份额,但其它基体的复合材料回收也应当得到相当程度的关注。
由于陶瓷的特性,陶瓷基复合材料基本上无法被回收,除非在极高的温度下。
而金属基复合材料和纤维增强金属层合板的回收就没有问题,下面就介绍一下这两种材料的回收技术。
鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。
2.4.1金属基复合材料的回收
金属基复合材料(MMC),特别是占主导地位的铝基复合材料的应用领域正在快速增长,并且已在汽车发动机中得到使用。
其中,商业化的金属基复合材料主要采用短纤维、晶须、或颗粒(SiC、Al2O3、石墨、硼、碳化硼或碳化钛)作为增强材料,且增强材料的使用量不超过30%[26,27]。
金属合金既可以加入颗粒、晶须得到非连续增强复合材料,也可以加入短纤或长丝得到连续增强复合材料[14]。
要了解更多关于金属基复合材料的内容[28],可以查阅Miracle的文章,他从金属基复合材料的原理到生产工艺进行了全面的介绍。
纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。
金属基复合材料的市场价格一般来讲要比单纯的金属高的多,而且MMC在生产过程可以直接当作金属使用。
考虑这个成本动因,对其进行回收加工就显得不那么重要。
即使连续纤维增强铝基复合材料不能直接当作金属使用,也只是回收MMC中的铝(合金),增强材料一般就直接填埋了[14]。
大多数情况下,非连续铝基复合材料(如SiC增强)可以直接进行再次压铸成型,得到的产品性能损伤很有限,只有拉伸强度在进行反复熔化后有了一定程度
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