热固性复合材料的回收与利用

热固性复合材料的回收利用

2010-2-3 来源：网络文摘【全球塑胶网2010年2月3日网讯】

过去，废旧复合材料主要采用焚烧处理，后来其回收利用主要用作粉末填料，但最近人们利用裂解法裂解聚合物复合材料，使有机聚合物裂解生成油状烃化合物、气体等，残留的纤维也可用于复合材料的再生产。

复合材料解体要经裁剪（切断）、破碎、粗碎（粒径2?10mm)、细碎，甚至微粉碎（粒径＞200目）后，再加以利用。解体可用油压式压碎机压坏，也可用爆破技术。切断可用回转刀等技术切断，一般尺寸为1?2ｍ；破碎是将1ｍ左右的废料破碎成15cm左右的加工碎粒。这里主要介绍废旧的玻璃纤维增强塑料(GFRP)回收利用。

ＧＦＲＰ材料的回收利用有几种方法：①将ＦＲＰ材料如ＳＭＣ或BMC(片状模塑料或团状模塑料）废料粉碎，在SMC和BMC模压料中用作填料或用在热塑性塑料配方中作填料；②将废料进行化学回收利用，如把SMC等废料进行裂解，回收油和填料。

1.物理回收方法

SMC经粉碎可以用作热固性树脂或热塑性树脂的增强材料或填料。当100%原始填料或增强材料被回收SMC替代时，制得的复合材料的力学性能要比标准复合材料的性能差，但在某些场合是可以使用的。优化配方或优化加工过程，如粒状SMC用偶联剂上胶，可以改善复合材料的性能。

回收SMC可再用在SMC中。用粉碎SMC(微粉）替代部分CaCO3,可见粉碎料完全可以部分替代CaCO3，产品的最终性能没有太大变化。

回收的SMC废料也可用在BMC中。固化的SMC废料被粉碎成粒子，根据粗细不同（粗9.5mm，细4.8mm)混入BMC配方中，可替代10%~20% 标准填料。可见拉伸强度和模量有较大的损失，加粗粒SMC填料的损失更大。冲击强度也受填料的影响。

粉碎的SMC也可以加入到聚乙烯和聚丙烯中，量可达50%。可见拉伸模量、弯曲模量都有提高，热变形温度有较大提高，缺口冲击强度有所改善。用短纤维增强PP作为对比，后者的热变形温度大大提高，缺口冲击强度、拉伸模量成倍提高，这说明SMC粒子在PP 中仅作填料，而不是作增强料。

若将SMC废料粉碎成更小的粒子（30μm)，可以用于替代SMC配方中的碳酸钙。每100份树脂可加到88份细粉末，但黏度要求所加的量不能太高。在低份量时，SMC的性能不受影响；在高份量时，一些性能有所降低，但影响不是非常严重；当用量高于30%时，表面质量将受影响。例如印刷电路板通过分离铜材料后，粉碎成各种尺寸的粒子，可用于热塑性塑料的填料。

2.化学回收方法

SMC裂解产物有气体、液体和残留物。裂解气可直接用于燃烧，液体可作汽油和燃油，残留物可用于BMC作部分填料。裂解温度在400~600℃之间比较好，温度低获得的液体具

有低热值；温度高易使CaCO3分解产生CaO。若要利用残留物，就不要让其生成CaO，因为CaO用在BMC中树脂会增黏，不易加工。在BMC中加适量的回收SMC (残留物），不影响BMC材料的性能。

环氧树脂复合材料的回收利用是将复合材料煅烧，除去树脂，留下增强体再用于复合材料。例如，把电路板（玻纤/环氧）的铜除去（滤去）之后进行煅烧，以除去环氧黏合剂，得到无树脂的玻璃纤维布，这些纤维切成一定长度的短纤维，可用于热固性聚酯树脂作增强体。如用15%长度为10.2ｍｍ的回收纤维增强，制造的复合材料的拉伸和弯曲强度可分别达到25.0MPa和81.3MPa,与新纤维增强的复合材料性能相当。