论文部分内容阅读
碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymer, CFRP)由于具有高强度、抗冲击性、优异的耐腐蚀性和热稳定性,使其在各个领域的应用日益广泛,从而导致CFRP废弃物的数量也在快速的增长。废弃的CFRP中含有高价值的纤维,为了资源的循环再利用,同时为了解决CFRP废弃物的环境污染问题,废弃的CFRP的回收再利用工作越来越受到重视。论文中采用自制的超临界流体反应装置回收CF/EP复合材料,针对回收工艺及机理方面展开如下研究工作：(1)研究CF/EP复合材料在超临界正丁醇及在加入碱性添加剂的超临界正丁醇环境下的降解行为。结果表明：保温温度升高能够加快CF/EP复合材料的环氧树脂降解；保温时间的延长能够增加环氧树脂降解反应的深度但不能加速环氧树脂降解；降解反应体系中加入添加剂KOH后明显地加快了降解反应的进行,且添加剂的浓度与环氧树脂的降解率呈正相关性；溶剂含量及复合材料质量的增加对环氧树脂的降解几乎没有影响。但通过回收所得碳纤维的单丝拉伸强度测试发现保温温度和添加剂浓度的升高会导致回收所得碳纤维的力学性能下降。(2)研究了CF/EP在超临界正丁醇中的最优回收工艺路线。通结果表明：CF/EP复合材料回收的最优工艺条件为：反应温度330℃、保温时间60min、添加剂KOH浓度0.0538 mol/L、投料比0.024 g/mL。(3)研究并推断出CF/EP在非催化降解和催化降解过程中的降解机理。超临界正丁醇在超临界状态时会发生Guerbet反应为降解反应体系提供H·。加入添加剂KOH后,为降解体系提供了碱性的环境,加速了Guerbet反应的羟醛缩合以增加H.的含量,同时导致了降解产物的二次反应。根据对固相产物和液相产物的分析推断出了CF/EP在非催化和催化降解过程中的降解机理。