纤维增强树脂基复合材料的纤维回收方法研究进展

作     者：马彦涛 孙秦宇 张翔 杜征宇 杨宗阳 李华 MA Yantao;SUN Qinyu;ZHANG Xiang;DU Zhengyu;YANG Zongyang;LI Hua

作者机构：中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司湖北武汉430071 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240 陆军装备部航空军事代表局驻上海地区航空军事代表室上海200032 

出 版 物：《材料研究与应用》 (Materials Research and Application)

年 卷 期：2024年第18卷第4期

页      面：560-573页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：上海市科技创新行动计划项目(21XD1401400) 中国能源建设股份有限公司重大科技项目(CEEC2021-ZDYF-03) 生态环境专项项目(2022XYJG0001-01-01) 

主　　题：纤维增强复合材料 纤维回收 复合材料回收 高值再生 力学性能 环境保护 复合材料再利用 碳中和 

摘      要：纤维增强树脂基复合材料(FRPCs)凭借轻质高强、耐蚀耐热等优点,在航空航天、交通运输等领域中得到广泛地应用,且使用规模逐年扩大。然而,在碳中和与碳达峰政策背景下,大量退役和废弃的复合材料造成了日益严峻的资源浪费及堆积,同时还存在回收处理方式复杂及困难、回收产品附加值低等难题。目前,FRPCs纤维回收行业的主要需求在于更高效的回收方法来提高产业效率,以及更好地保留纤维性能以提升再利用价值方面。在FRPCs利用量持续增长的现状下,建立完善的废弃FRPCs纤维回收再利用方法体系对环境和经济效益具有重大的意义。聚焦机械破碎、热裂解、化学降解3种纤维回收方法,从技术原理、工艺路线等方面,分别分析及对比了各种方法的效率、环境效益及产物特性,结果表明:机械回收操作简便,但存在回收纤维性能差、污染大等问题;化学回收可实现纤维原态回收,但反应条件要求严格、适用面窄,尚处于实验室探索阶段;热解回收具有规模大、能耗低、成熟度高等优点,成为了目前纤维回收的主流方法及研究重点。最后,对复合材料纤维高效回收的技术路线、回收装备、再生产品性能调控及其应用前景进行了总结与展望。