維加固材料回收利用技術(shù)不斷推進，德國弗勞恩霍夫高速動力學研究所開發(fā)出用高功率激光對多層纖維增強樹脂基體進行局部高溫降解的技術(shù)，可從復合材料中回收連續(xù)碳纖維且保持性能，當前主要回收方法包括焚燒、物理回收、化學回收和熱回收等，各有優(yōu)劣，碳纖維廢料分原始切割碳纖維和從碳纖維增強復合材料（CFRC）中回收的纖維兩類。

碳纖維加固材料的回收利用

碳纖維復合材料的回收方法

碳纖維復合材料的回收方法主要包括高溫熱解法、流化床熱分解法和超/亞臨界流體法。

高溫熱解法

高溫熱解法是目前唯一已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化運營的碳纖維增強復合材料的回收方法。這種工藝是在高溫下使復合材料進行降解，以得到表面干凈的碳纖維，同時還可以回收部分有機液體燃料。例如，日本在福岡縣興建的中試廠，每年可處理碳纖維復合材料廢棄物60噸。意大利的Karborek等開發(fā)了一種在加熱過程中碳纖維不會被碳化的工藝技術(shù)，可得到的比原始纖維長度較短的碳纖維。英國的Milled Carbon Fiber Ltd.從2003年開始回收加工碳纖維復合材料，是全球首家商業(yè)運營的專業(yè)回收公司。他們利用一套長達37米的熱分解設(shè)備，每年大約可處理2000噸的廢棄碳纖維復合材料，所生產(chǎn)的再生碳纖維的產(chǎn)量為1200噸。其處理方法是在無氧狀態(tài)下加熱碳纖維復合材料廢棄物，保持溫度在400~500攝氏度之間，得到的清潔碳纖維可具有90%~95%原始纖維的力學性能，同時分解出的熱解氣或熱解油也可用作熱分解的加熱能量。

流化床熱分解法

流化床熱分解法是一種采用高溫的空氣熱流對碳纖維復合材料進行高溫熱分解的碳纖維回收方法。通常這種工藝還采用旋風分離器來獲得填料顆粒和表面干凈的碳纖維。英國諾丁漢大學對于流化床熱分解工藝方法進行了系統(tǒng)研究，結(jié)果表明這種方法特別適用于那些含有其他混合物及污染物碳纖維復合材料報廢零部件的回收和利用。

超/亞臨界流體法

當液體的溫度及壓力處于臨界點或臨界點的附近時，液體的各種性質(zhì)都會發(fā)生急劇的變化，從而使液體具有很高的活性、極強的溶解性、特異的流動性、滲透性、擴散性等性質(zhì)。人們正是利用超/亞臨界液體的這些特性，利用它們具有對于高分子材料的獨特溶解性能來分解碳纖維復合材料，在期待能最大限度地保留碳纖維的原始性能的前提下，獲得到干凈的碳纖維。例如，Pinero Hemanz R等研究了在超臨界水中碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料的分解過程。試驗表明，在673K、28MPa下經(jīng)30分鐘反應(yīng)，環(huán)氧樹脂的分解率為79.3%，當加入氫氧化鉀（KOH）催化劑，環(huán)氧樹脂的分解率達到95.3%，而且所得到的碳纖維的拉伸強度能夠保持為原始纖維的90%~98%。

碳纖維復合材料廢棄物的回收與再利用技術(shù)發(fā)展

碳纖維復合材料廢棄物的回收與再利用技術(shù)發(fā)展主要集中在碳纖維增強塑料（CFRP）和碳纖維回收再利用領(lǐng)域。碳纖維增強熱塑性樹脂（CFRTP）可通過制成切片再利用，而碳纖維增強熱固性樹脂的回收是有難度的。CFRP的碳纖維回收技術(shù)始于本世紀初，要取得穩(wěn)定的回收材料并不容易。目前除利用熔礦爐的熱源進行熱再生已實用化外，面向混凝土補強材料的碳纖維回收也進入實用化階段。然而，為滿足人們對構(gòu)筑循環(huán)型社會的迫切期待，需研發(fā)出高水平的碳纖維回收技術(shù)。

結(jié)論

綜上所述，碳纖維加固材料的回收利用涉及多種技術(shù)和方法，包括高溫熱解法、流化床熱分解法和超/亞臨界流體法等。這些技術(shù)的發(fā)展不僅有助于減少環(huán)境污染，還能有效地回收和再利用寶貴的碳纖維資源。隨著技術(shù)的不斷進步，碳纖維加固材料的回收利用率有望進一步提高。

碳纖維回收技術(shù)的最新進展

碳纖維回收成本效益分析

碳纖維回收對環(huán)境的影響

碳纖維回收材料的應(yīng)用領(lǐng)域