热固性复合材料的回收与利用
热固性复合材料与热塑性复合材料
热固性复合材料与热塑性复合材料1热固性树脂基复合材料热固性树脂基复合材料是应用十分广泛的复合型材料，这种材料是经过复合而成，在多高科技产品中都得到了广泛的应用与研究，例如在大型客运机的应用中，其不仅减轻了重量，并且还优化了飞机的性能，减轻了飞机在飞行过程中的阻碍，热固性树脂具有非常优异的开发潜能，其应用领域也会在其改性后得到更大的发展。
典型的热固性树脂复合材料分为以下几种：（1）酚醛树脂复合材料:随着对阻燃材料的强烈需求，美国西化学公司，道化学公司等一系列大型化学公司都先后研制成功了新一代的酚醛树脂复合材料。
其具有优异的阻燃、低发烟、低毒雾性能和更加优异的热机械物理性能。
在制备这种具有阻燃效果的材料上，研究人员重新设计思路，在加入不饱和键等其他基团条件下，提高了反应速度，减少了挥发组分。
使酚醛树脂复合材料在其应用领域得到大力发展。
(2)环氧树脂复合材料:由于环氧树脂本身的弱点，研究人员对其进行了两面的改性研究，一面是改善湿热性能提高其使用温度;另一面则是提高韧性，进而提高复合材料的损伤容限。
含有环氧树脂所制备的复合材料己经大力应用到机翼、机身等大型主承力构件上。
(3)双马来酞亚胺树脂复合材料:在双马来酞亚胺树脂复合材料中，由于双马来酞亚胺树脂具有流动性和可模塑性，良好的耐高温、耐辐射、耐湿热、吸湿率低和热膨胀系数小等优异性能，所以这种树脂则会广泛运用在绝缘材料、航空航天结构材料、耐磨材料等各个领域中。
(4)聚酰亚胺复合材料:聚酰亚胺复合材料具有高比强度，比模量以及优异的热氧化稳定性。
其在航空发动机上得到了广泛应用，主要可明显减轻发动机重量，提高发动机推重比。
所以在航天航空领域得到了大力的发展和运用。
2热塑性树脂基复合材料热塑性树脂基复合材料:其自身中的基体是热塑性树脂，该类复合材料是由热塑性树脂基体、增强相以及一些助剂组成。
在热塑性复合材料中最典型和最常见的热塑性树脂有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯树脂、聚碳酸树脂、聚甲醛树脂、聚醚酮类、热塑性聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚飒等。
2024年热固性树脂基复合材料市场分析现状
2024年热固性树脂基复合材料市场分析现状引言热固性树脂基复合材料是一种由热固性树脂基体和增强材料组成的复合材料。
该材料具有高强度、优异的耐热性和耐化学性等特点，因此在众多应用领域具有广泛的用途。
本文将对热固性树脂基复合材料市场进行分析，探讨其现状和发展趋势。
市场规模分析热固性树脂基复合材料市场在过去几年一直保持着稳定的增长。
根据市场研究报告，2019年全球热固性树脂基复合材料市场规模达到了XX亿美元，并预计在未来几年内将以X％的复合年均增长率增长。
这主要归因于该材料在航空航天、汽车制造、电子电气、建筑和能源等行业中的广泛应用。
市场驱动因素分析1. 技术创新随着科学技术的不断进步，热固性树脂基复合材料的制造工艺和性能不断得到改进。
新的材料配方和制造工艺使得热固性树脂基复合材料具有更高的强度和更好的耐热性，满足了市场对于高性能材料的需求。
2. 行业需求增长全球范围内，航空航天和汽车制造等行业对高性能材料的需求不断增加。
热固性树脂基复合材料以其轻质化、高强度和耐腐蚀等特点成为航空和汽车领域的首选材料之一，推动了市场的增长。
3. 持续的研发投入许多大型跨国公司和研究机构对热固性树脂基复合材料的研发投入不断增加。
这些投入进一步带来了新的技术突破和产品创新，推动了市场的发展。
市场分布情况1. 地区分布热固性树脂基复合材料市场在全球范围内分布广泛。
目前，北美地区是全球最大的热固性树脂基复合材料市场，亚太地区也正在迅速发展。
欧洲和中东地区也具有相当规模的市场。
发展中国家也逐渐成为潜力巨大的市场。
2. 应用行业分布热固性树脂基复合材料在航空航天、汽车制造、电子电气、建筑和能源等行业中被广泛应用。
航空航天行业是热固性树脂基复合材料的主要应用领域，占据了市场的相当份额。
汽车制造业也是一个重要的市场，由于政府对车辆轻量化的要求和环保意识的提升，对该材料的需求不断增加。
市场竞争格局目前，全球热固性树脂基复合材料市场竞争激烈，市场上存在着许多领先的厂商和供应商。
热固性环氧树脂的回收：降解型环氧树脂
热固性环氧树脂的回收：降解型环氧树脂(哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院威海264209)摘要：设计与合成带有可降解官能团的环氧树脂是热固性树脂回收领域的一个重要课题。
本文首先简要概括了传统回收环氧树脂的方法并指出其缺点,然后分别对国内外热降解型、光降解型、生物降解型环氧树脂的降解特性、环氧固化物的降解条件和降解机理予以重点解释和举例介绍。
最后,指出了降解型环氧树脂存在的问题并对将来的发展前景进行了展望。
关键词：环氧树脂固化降解设计合成中图分类号：O633.13文献标识码：A文章编号：1005-281X(2009)12-2704-081引言环氧树脂由于具有优良的物理机械性能、电绝缘性能、与各种材料的黏接性能以及其使用加工的灵活性而被广泛用于复合材料、浇铸件、电子电器、涂料与黏合剂等[1—5]领域,在国民经济的各个领域发挥着重要的作用。
作为一种热固性树脂,环氧树脂固化时需专门的固化剂,由于种类繁多的固化剂的使用,可以获得各种各样性能优异的、各具特色的环氧固化体系和固化物,几乎能适应和满足各种不同使用性能和工艺性能的要求。
但是,环氧树脂固化以后,生成较高交联密度的三维网状结构体,不溶、不熔,虽然具有很好的抗老化性能,但是却成为环氧固化物回收再利用的难题。
在三大通用型热固性树脂中,环氧树脂价格偏高,这无疑增加了使用成本。
因此,环氧树脂固化产物的回收再利用技术日益受到关注。
环氧树脂分子结构中的环氧基非常活泼,能和酸酐、羧酸、(酰)胺类等化合物交联成三维网状大分子。
实际应用中,各种添加剂如颜料、增塑剂、抗氧化剂等的存在,使得环氧树脂分子结构更为复杂,难于分离。
从环氧树脂固化物的结构角度讲,回收再利用的关键在于破坏交联点。
目前已经实用化的做法是粉碎和焚烧[6,7]、超临界流体法(水热降解法)[8—12]、溶剂回收法[13]等。
但是,焚烧往往造成环境污染,超临界流体法存在安全隐患,采用有机溶剂回收势必造成较高的成本。
退役风电叶片中热固性复合材料资源化流程研究进展
退役风电叶片中热固性复合材料资源化流程研究进展目录1. 内容综述 (3)1.1 研究背景 (4)1.2 研究目的 (5)1.3 研究意义 (6)2. 退役风电叶片概述 (7)2.1 风电叶片的发展历程 (8)2.2 风电叶片的结构与类型 (9)2.3 退役风电叶片的处理现状 (10)3. 热固性复合材料简介 (11)3.1 热固性复合材料的概念与特点 (13)3.2 热固性复合材料的主要种类 (14)3.3 热固性复合材料的应用领域 (15)4. 退役风电叶片中热固性复合材料的提取方法 (16)4.1 机械法提取 (17)4.1.1 研磨法 (18)4.1.2 超声波辅助提取法 (20)4.1.3 高压水射流辅助提取法 (21)4.2 化学法提取 (21)4.2.1 酸溶解法 (23)4.2.2 碱溶解法 (24)4.2.3 氧化还原法 (25)4.3 生物法提取 (27)4.3.1 微生物浸取法 (28)4.3.2 酶解法 (29)5. 退役风电叶片中热固性复合材料的表征与性能评价方法 (31)5.1 微观形态表征 (31)5.1.1 X射线衍射分析法 (33)5.1.2 扫描电子显微镜观察法 (34)5.1.3 红外光谱分析法 (35)5.2 宏观性能评价方法 (37)5.2.1 力学性能评价方法 (37)5.2.2 热性能评价方法 (40)5.2.3 阻燃性能评价方法 (41)6. 退役风电叶片中热固性复合材料的资源化利用途径 (42)6.1 原位再生利用 (44)6.1.1 再造叶片回收技术 (45)6.1.2 再制造叶片工艺流程 (46)6.2 废弃物资源化利用 (48)6.2.1 热固性复合材料改性水泥制备技术 (49)6.2.2 热固性复合材料制备高性能混凝土材料技术 (50)6.3 其他资源化利用途径探讨 (52)6.3.1 热固性复合材料在轻质隔墙板中的应用研究 (53)6.3.2 热固性复合材料在航空领域的应用研究 (54)7. 结论与展望 (55)7.1 主要研究成果总结 (56)7.2 研究的不足与改进方向 (57)7.3 对未来研究方向的展望 (58)1. 内容综述退役风电叶片中热固性复合材料资源化流程研究进展概述了风能行业成熟阶段面临的叶片废弃问题、回收方法的发展以及资源化利用的现状。
碳纤维复合材料的回收与再利用技术研究
碳纤维复合材料的回收与再利用技术研究摘要：随着碳纤维的广泛应用，碳纤维复合材料废弃物中高价值碳纤维的回收再利用成为碳材料领域的研究重点和难点。
本文综述了碳纤维复合材料的主要回收方法，介绍了回收碳纤维的再利用技术，并分析了我国碳纤维复合材料回收再利用技术的研究现状，指出碳纤维回收对实现高价值材料再利用、节约能源和减少环境污染具有重要意义。
关键词：碳纤维；复合材料；回收；再利用；研究现状引言纤维增强热固性复合材料是将玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等纤维充当增强纤维置于热固性树脂基体内，制造而成的复合材料。
由于纤维增强热固性复合材料抗疲劳、耐腐蚀、可设计性强、比强度高、成型工艺好，被广泛应用于建筑与基础设施建设、交通运输、装备制造、环境保护、石油化工、体育用品等领域。
热固性树脂在固化前呈直链或带支链的分子结构，固化后形成稳定的立体网状结构，因此使用后废弃物的处理成为难题。
纤维增强热固性复合材料的市场需求会越来越大，如果不能得到有效的回收处理，将引发严重的安全与环境问题，因此亟需找到纤维增强热固性复合材料资源化与综合利用的合理方法。
1碳纤维复合材料的回收1.1化学回收法化学回收法是指用化学试剂将废弃碳纤维复合材料中的树脂基体降解，使碳纤维从基体中分离出来。
该方法的关键是研发降解树脂基体的技术，研究者主要集中在对溶剂法的研究。
溶剂法分为普通溶剂法和超临界/亚临界流体法。
在普通溶剂降解法中，溶剂种类和降解工艺直接影响碳纤维的回收效果。
先用硝酸浸泡复合材料，再在KOH的聚乙二醇熔液中反应降解，所回收的碳纤维拉伸强度可以达到原丝的96%。
利用乙醇熔液在一定温度下浸泡复合材料溶液进行降解，所得降解产物可作为树脂继续使用，获得的回收碳纤维表面干净，以四氢萘和二氢蒽作为降解溶剂，回收的碳纤维表面无缺陷，拉伸强度与原碳纤维保持一致。
超临界流体由于溶解能力强、扩散性好，被认为是降解环氧树脂的优秀溶剂。
利用超临界丙醇降解碳纤维复合材料，得到碳纤维的拉伸强度仅比原始纤维降低约10%。
复合材料废弃物回收技术发展
裂解技 术和溶剂解 离回收技 术的化 学回收 工艺流程和研 究现状 。指 出在 国家政 策指引下 ， 应大 力发展 能耗 小、 回收 率高的 复
合 材 料废 弃 物 工 业 化 回 收 工 艺 ， 实现 废 弃 物 的 资 源 化 回 收 利 用 。 关键 词 ：复合 材 料 ； 纤维回收 ； 流 化 床 ；热 裂 解 ； 溶剂解 离 中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｂ ３ ３ ２ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１ ０ ０ ３— ０ ９ ９ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２— ０ １ ０ ２— ０ ３
目前 日本 复合 材 料 回收 再 利 用 有 两 种 方 式 ， 一
解 产生 的积碳存 留在碳纤 维上 。碳纤 维 单丝 被 积炭 连 接成 固体 ， 中间产 物 再 进入 氧化 反 应 器将 积炭 除 去释放 出碳纤 维单 丝 。该 工 艺产 品质量 和 流化 床工 艺 相似 ， 大尺 寸 废 旧 物可 以进 入 反应 器 。但 当 尺 寸 较大时 回收的碳纤 维质 量不 均匀 。
料 中释放 出来进 而被吹 出 。此 工 艺 回收 的碳纤 维 杨 氏模 量 不 变 ， 拉伸 强度为新鲜碳 纤维 的 ７ ０ ％ ～ ８ ０ ％ 。由于产 品质 量 稳 定 ， 这 种 工 艺 正在 进 行 中试
放大。
第二 种为 热裂 解工 艺 。复合材料 碎 片首 先进 人
裂解反应器 ， 聚合物在 ห้องสมุดไป่ตู้ ０ ０～ ５ ０ ０ ％下进 行裂解 ， 裂
第 三种 为溶剂 解离 工艺 。 比较 成功 的是 英 国诺 物理 法又 称 为 机 械法 ， 是 将 复 合 材料 废 弃 物 粉 碎 或熔融 态作 为 原 材 料使 用 的方 法 ， 物理 法 只适 用 于 未被污 染 的复 合 材 料 ， 且再 生 产 品 的使 用 价值 较
CFRP的回收利用
CFRP的回收利用碳纤维复合材料(CFRP)是一种性能卓越的新型复合材料，具有模量高、强度高、耐高温高压、耐化学性、耐腐蚀性及良好的可设计性等特点，由碳纤维制成的热固性树脂基复合材料（简称碳纤维复合材料）被喻为当今世界的“新材料之王”，始终是美国、德国、日本等发达国家多年来重要的国家战略物资，用于制造航空航天、火箭、飞机、通信卫星和尖端武器等。
碳纤维复合材料的应用领域随其诞生以来不断拓宽，已从体育休闲、工业结构、航天航空等方面逐渐拓展到汽车工业、建筑工程、体育用品以及医疗卫生等领域。
由于其高强度和高模量的特性，在这些领域的应用中会产生大量废弃物。
据不完全统计，碳纤维复合材料的制造和使用每年约产生20吨~40吨碳纤维废丝束（MF），其中，约30%左右可被回收再利用。
随着CFRP的应用越来越广泛，废弃的CFRP 也越来越多，废弃物的回收利用成为产业界和社会面临的新问题。
目前，世界上已有100多家企业从事碳纤维复合材料的回收再利用工作。
CFRP具有较高的回收利用价值，而且在减少碳纤维复合材料废弃物所带来的环境污染和资源浪费方面具有重要意义。
在废弃CFRP的来源中，一种为生产过程中产生的废弃物，比如边角废料、过期的预浸料等，另一种为寿命达到使用年限的废弃物。
不同来源的废弃物其组成也不同，废弃物中通常含有纸、热塑性树脂、胶粘剂、金属等杂质，这进一步加大了其回收处理的难度。
废弃CFRP的回收方法主要有物理回收、化学回收和能量回收。
CFRP的物理回收常规的物理回收是将废弃CFRP破碎成颗粒或碾磨成粉末直接用作填料或添加到铺路材料、水泥中，这种方法处理方式简单、成本较低，但得到的大多数是低价值的再生产品，对于含有高价值碳纤维的CFRP来说并不适用。
高价值CFRP中碳纤维的物理回收是通过破碎、磨粉等方式将碳纤维复合材料分解为碳纤维和树脂基体，再通过筛分、磁选等方式将碳纤维分离出来，这种方式可以回收碳纤维，但碳纤维物理回收法是利用物理方法将复合材料中的碳纤维或玻璃纤维分离出来，从而达到回收的目的。
热固性复合材料与热塑性复合材料
热固性复合材料与热塑性复合材料1热固性树脂基复合材料热固性树脂基复合材料是应用十分广泛的复合型材料，这种材料是经过复合而成，在许多高科技产品中都得到了广泛的应用与研究，例如在大型客运机的应用中，其不仅减轻了重量，并且还优化了飞机的性能，减轻了飞机在飞行过程中的阻碍，热固性树脂具有非常优异的开发潜能，其应用领域也会在其改性后得到更大的发展。
典型的热固性树脂复合材料分为以下几种：（1）酚醛树脂复合材料:随着对阻燃材料的强烈需求，美国西方化学公司，道化学公司等一系列大型化学公司都先后研制成功了新一代的酚醛树脂复合材料。
其具有优异的阻燃、低发烟、低毒雾性能和更加优异的热机械物理性能。
在制备这种具有阻燃效果的材料上，研究人员重新设计思路，在加入不饱和键等其他基团条件下，提高了反应速度，减少了挥发组分。
使酚醛树脂复合材料在其应用领域得到大力发展。
(2)环氧树脂复合材料:由于环氧树脂本身的弱点，研究人员对其进行了两方面的改性研究，一方面是改善湿热性能提高其使用温度;另一方面则是提高韧性，进而提高复合材料的损伤容限。
含有环氧树脂所制备的复合材料己经大力应用到机翼、机身等大型主承力构件上。
(3)双马来酞亚胺树脂复合材料:在双马来酞亚胺树脂复合材料中，由于双马来酞亚胺树脂具有流动性和可模塑性，良好的耐高温、耐辐射、耐湿热、吸湿率低和热膨胀系数小等优异性能，所以这种树脂则会广泛运用在绝缘材料、航空航天结构材料、耐磨材料等各个领域中。
(4)聚酰亚胺复合材料:聚酰亚胺复合材料具有高比强度，比模量以及优异的热氧化稳定性。
其在航空发动机上得到了广泛应用，主要可明显减轻发动机重量，提高发动机推重比。
所以在航天航空领域得到了大力的发展和运用。
2热塑性树脂基复合材料热塑性树脂基复合材料:其自身中的基体是热塑性树脂，该类复合材料是由热塑性树脂基体、增强相以及一些助剂组成。
在热塑性复合材料中最典型和最常见的热塑性树脂有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯树脂、聚碳酸树脂、聚甲醛树脂、聚醚酮类、热塑性聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚飒等。
热固性复合材料与热塑性复合材料
热固性复合材料与热塑性复合材料1热固性树脂基复合材料热固性树脂基复合材料是应用十分广泛的复合型材料，这种材料是经过复合而成，在许多高科技产品中都得到了广泛的应用与研究，例如在大型客运机的应用中，其不仅减轻了重量，并且还优化了飞机的性能，减轻了飞机在飞行过程中的阻碍，热固性树脂具有非常优异的开发潜能，其应用领域也会在其改性后得到更大的发展。
典型的热固性树脂复合材料分为以下几种：（1）酚醛树脂复合材料:随着对阻燃材料的强烈需求，美国西方化学公司，道化学公司等一系列大型化学公司都先后研制成功了新一代的酚醛树脂复合材料。
其具有优异的阻燃、低发烟、低毒雾性能和更加优异的热机械物理性能。
在制备这种具有阻燃效果的材料上，研究人员重新设计思路，在加入不饱和键等其他基团条件下，提高了反应速度，减少了挥发组分。
使酚醛树脂复合材料在其应用领域得到大力发展。
(2)环氧树脂复合材料:由于环氧树脂本身的弱点，研究人员对其进行了两方面的改性研究，一方面是改善湿热性能提高其使用温度;另一方面则是提高韧性，进而提高复合材料的损伤容限。
含有环氧树脂所制备的复合材料己经大力应用到机翼、机身等大型主承力构件上。
(3)双马来酞亚胺树脂复合材料:在双马来酞亚胺树脂复合材料中，由于双马来酞亚胺树脂具有流动性和可模塑性，良好的耐高温、耐辐射、耐湿热、吸湿率低和热膨胀系数小等优异性能，所以这种树脂则会广泛运用在绝缘材料、航空航天结构材料、耐磨材料等各个领域中。
(4)聚酰亚胺复合材料:聚酰亚胺复合材料具有高比强度，比模量以及优异的热氧化稳定性。
其在航空发动机上得到了广泛应用，主要可明显减轻发动机重量，提高发动机推重比。
所以在航天航空领域得到了大力的发展和运用。
2热塑性树脂基复合材料热塑性树脂基复合材料:其自身中的基体是热塑性树脂，该类复合材料是由热塑性树脂基体、增强相以及一些助剂组成。
在热塑性复合材料中最典型和最常见的热塑性树脂有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯树脂、聚碳酸树脂、聚甲醛树脂、聚醚酮类、热塑性聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚飒等。
聚合物基复合材料废弃物几种处理方法概述
２㈣
一…：：：；嚣髫“”“”””２
”№目ｍ§：：Ａ＊¨＆月ｎ≈
十４№
！Ｊｊｏ
１００
５０
’￡Ｆ￥＆∞月ｍ｛血十■自≈ ￥＃％Ｉ镕№ｍ｛☆＾００＃，＆＃＃２＊＊Ⅲ々☆＊３０４
２．２废弃橱觳■ 至夸为止，聚台物基复合材料产品种类达４００００ 多种，成功用于工业生产的成型方法已有２０多种。 根据产生阶臣不同．其废弃物来源与数量大致如
ｐａｐｅｒ．Ｗｉｔｈ
ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｔｈｉｓ ｋｉｎｄ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ
ｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ，ｔｈｅ
ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｗａｓｔｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｓ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ
Ｋｅｙ
ｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｍｅｒ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｗａｓｔｅ；ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ；ｌａｎｄｆｉｌｌ；ｒｅｕｓｅ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｍａｔｅ—
ｒｉａｌ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ；ｅｎｅｒｇｙ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｂｙ ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ；ｍａｔｅｒｉａｌ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ｂｙ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ／ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｅｄ；ｃｈｅｍｉｃａｌ
ＺＨＡＮＧ Ｊｉａｎ—ｃｈｕａｎｌ．ＬＵ Ｍｉｎ－ｘｉａｎ２ （１ Ｓｈａｎｇｈａｉ ＦＲＰ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１４０４，Ｃｈｉｎａ； ２ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００００２，Ｃｈｉｎａ）
Ｉ
热固性复合材料与热塑性复合材料
热固性复合材料与热塑性复合材料1热固性树脂基复合材料热固性树脂基复合材料是应用十分广泛的复合型材料，这种材料是经过复合而成，在许多高科技产品中都得到了广泛的应用与研究，例如在大型客运机的应用中，其不仅减轻了重量，并且还优化了飞机的性能，减轻了飞机在飞行过程中的阻碍，热固性树脂具有非常优异的开发潜能，其应用领域也会在其改性后得到更大的发展。
典型的热固性树脂复合材料分为以下几种：（1）酚醛树脂复合材料:随着对阻燃材料的强烈需求，美国西方化学公司，道化学公司等一系列大型化学公司都先后研制成功了新一代的酚醛树脂复合材料。
其具有优异的阻燃、低发烟、低毒雾性能和更加优异的热机械物理性能。
在制备这种具有阻燃效果的材料上，研究人员重新设计思路，在加入不饱和键等其他基团条件下，提高了反应速度，减少了挥发组分。
使酚醛树脂复合材料在其应用领域得到大力发展。
(2)环氧树脂复合材料:由于环氧树脂本身的弱点，研究人员对其进行了两方面的改性研究，一方面是改善湿热性能提高其使用温度;另一方面则是提高韧性，进而提高复合材料的损伤容限。
含有环氧树脂所制备的复合材料己经大力应用到机翼、机身等大型主承力构件上。
(3)双马来酞亚胺树脂复合材料:在双马来酞亚胺树脂复合材料中，由于双马来酞亚胺树脂具有流动性和可模塑性，良好的耐高温、耐辐射、耐湿热、吸湿率低和热膨胀系数小等优异性能，所以这种树脂则会广泛运用在绝缘材料、航空航天结构材料、耐磨材料等各个领域中。
(4)聚酰亚胺复合材料:聚酰亚胺复合材料具有高比强度，比模量以及优异的热氧化稳定性。
其在航空发动机上得到了广泛应用，主要可明显减轻发动机重量，提高发动机推重比。
所以在航天航空领域得到了大力的发展和运用。
2热塑性树脂基复合材料热塑性树脂基复合材料:其自身中的基体是热塑性树脂，该类复合材料是由热塑性树脂基体、增强相以及一些助剂组成。
在热塑性复合材料中最典型和最常见的热塑性树脂有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯树脂、聚碳酸树脂、聚甲醛树脂、聚醚酮类、热塑性聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚飒等。
热塑性复合材料的加工技术现状、应用及发展趋势
热塑性复合材料的加工技术现状、应用及发展趋势摘要：热塑性复合材料（FRT）具有密度低、强度高、加工快、可回收等突出特点，属于高性能、低成本、绿色环保的新型复合材料，已部分替代价格昂贵的工程塑料、热固性复合材料(FRP)以及轻质金属材料（铝镁合金），在飞机、汽车、火车、医疗、体育等方面有广阔应用前景。
本文概述了热塑性复合材料(FRT)的种类、结构和性能特点，并详细介绍了国内外最新加工技术、应用及发展趋势，以及未来面临的障碍和挑战。
复合材料(Composite Material)分为两种主要类型：热固性（聚合物树脂基）复合材料（FRP)和热塑性（聚合物树脂基）复合材料(FRT)，其中，FRT(如GFRT和CFRT, Fiber Weight%:40-85wｔ%)具有密度低（1.1-1.6g/cm3）、强度高、抗冲击好、抗疲劳好、可回收、加工成型快、造价低等突出特点，属于高性能、低成本、绿色环保的新型复合材料。
通过选择原材料(纤维和树脂基体)的种类、配比、加工成型方法、纤维(GF,CF)含量和纤维(单丝和编织物)铺层方式进行多组份、多相态、多尺度的宏观与（亚）微观的复合过程（含物理过程和化学过程）可以制备FRT，并根据要求进行复合材料结构与性能的设计和制造，达到不同物理、化学、机械力学和特殊的功能，最终使各种制品具有设计自由度大、尺寸稳定、翘曲度低、抗疲劳、耐蠕变等显著优点，部分替代价格昂贵的工程塑料、非环保F RP和轻质金属材料（如铝镁合金）。
目前，FRT广泛应用在电子、电器、飞机、汽车、火车、能源、船舶、医疗器械、体育运动器材、建筑、军工等工业产品，近年，更随着全球各国对节能减排、环保、可再生循环使用等要求的不断提高，FRT获得更快速发展，相关新材料、新技术、新设备不断涌现。
基本种类根据制品中的最大纤维保留尺寸大小，FRP(GFRT和CFRT)可分为：(1)非连续纤维增强热塑性复合材料(N-CFT)，包括短切纤维增强工程塑料(SFT，最大纤维保留尺寸0.2-0.6mm)；(2)长纤维增强热塑性复合材料(LFT-G，LFT-D，最大纤维保留尺寸5-20mm)；(3)连续纤维增强热塑性复合材料(Continuous Fiber Reinforced Thermoplastics, CFT，最大纤维保留尺寸>20mm;包括：玻纤毡增强型热塑性复合材料GMT)。
未来退役风电叶片的回收和利用
增市场 中占 ３．％ ， ４ ７ 排名 世 界 第 一 位 ， 为 世 界 新 增 装 机 速 成 度 最 快 的 国家 之 一 Ｊ 。
从 我 国风 电产 业 发 展 规 划 可 以得 知 ， 国家 发 展 和 改 革 委
度已达 ６ ． １５ｍ。传统 的 Ｇ Ｆ增 强 Ｕ Ｐ树脂 体系已满足不 了叶
电叶片市场容 量估 算见 表 １３。 Ｌ Ｊ
表 １ 我 国风 电 叶片 需 求 预 测 分 析
预计累计 新增风电 折合 ｉ５ Ｗ ．Ｍ 年 份 装 机 容 量／ 装 机 容量 ／ 叶 片 需 求／ 叶 片需 求／ 万 ｋ Ｗ 万 ｋ Ｗ 厅套 万套 年（ 均 ） 平
体系 ， 直到 目前这 仍是 大部 分叶片采 用的材料 。但 随着风 电
向功 率 大 型 化 发 展 ， 片 也 在 向大 型 化 发 展 。 现 阶 段 ， 部 叶 大 分 的 ＭＷ 级 叶 片 的长 度 超 过 ３ 商 业 运 行 叶 片 的 最 大 长 ０ ｍ，
装机容量达到 １ ０ ０万 ｋ ， 长率达 到 １６ ４ ， ３ Ｗ 增 ０ ． ％ 在全 球新
风 能 资 源是 清 洁 的 可 再 生 能 源 ， 力 发 电 （ 称 风 电 ） 风 简
性树脂基复合材料进行回收利用。 １ 复 合 材 料 风 电叶 片 材 料 体 系发 展 趋 势
用常压溶解法回收再利用热固性树脂复合材料
图 ２ 溴 化 环 氧树 脂 固化 物 解 聚 反 应 示 意 图
图 １ 酸 酐 固 化 环 氧 树脂 的 固化 及 解 聚 机 理
３ ３ 不 饱 和 聚 酯 树 脂 （ Ｐ） ． Ｕ
以氢氧 化物 为催化剂 时， （ １ 的酯交换 反应的同时 ， 和 式 ）
生 成碳 酸 盐 的几 率 也 很 高 （ ２ 。 式 ）
预聚物 单体
＋ ＝ ． “ 末 盎 ｏ ｒ ＿ ！ “
＋
Ｆｉ ２ Ｓｃ ｅｍａｉ ｉｇ ａ ｏ ｐ ｙ ｇ． ｈ ｔ ｄａ ｒ ｍ ｆｄｅ ｏｌｍｅｒ ａｉｎ ｏ ｕｒｄ ｃ ｉ ｔ ｆｃ ｅ ｚ ｏ Ｆｇ． Ｃｕｒ ｇ ａ ｄ ｄｅ ｏｌｍ ｅ ｚ ｔ ｎ ｍｅｃ ａ ｓ ｏ ｉ １ ｉ ｎ ｐ ｙ ｎ ｉ ｒ ａｉ ｏ ｈ ｎｉｍ ｆ ａ ｙ ｉｅ－ｕｒｄ ｅｐ ｘ ｅｓｎ ｎｈ ｄｒ ｄ ｃ ｅ ｏ ｙ ｒ ｉ ｅ ｏｘ ｅ ｉ ｏ ｔ ｎｎ ｒ ｐ ｙ ｒ ｓｎ ｅ ｎａｉｉｇ ｂｏｍｉｅ ｎ
Ｒ —ＣＯ — Ｏ — Ｒ ＋ＫＯＨ — — ＲＣＯ 一 ０ Ｋ ＋Ｒ 一０Ｈ
在各种聚合材料 中， 以不饱 和聚酯树脂为 主料 的 Ｆ Ｐ数 Ｒ 量最 多。例 如 ， 型船舶 、 盆 、 板式 水槽等均 以 ｕ 小 浴 嵌 Ｐ作为 Ｅ Ｐ的主料。ｕ Ｒ Ｐ的解聚 ， 和酸酐 固化 Ｅ Ｐ一样也 是用酯交换 法， 通过 解聚使之可溶的机理见图 ３ Ｐ中苯 乙烯 上交联键 。Ｕ 很多 ， 解聚物多半是末 端为 聚苯 乙烯 ， 聚苯 乙烯 是很 容易 而 溶 于某些溶剂 中的。催化剂则用 磷酸 三钾 ， 假若用 高沸点 的 醇类 ，Ｒ Ｆ Ｐ的 各成 分 就可 以分 离 开 了。现在 ， 对浴 缸 、 渔 小 船、 火车部件 、 汽车部 件的回收利 用正在研究中 。
复合材料废弃物
叶片行业迅速扩大， 叶片行业迅速扩大，给回收利用带来新困难
制造过程产生废弃物量大（ 制造过程产生废弃物量大（约700k/片） 片 产品重，体积大，强度高， 产品重，体积大，强度高，破损等处理不方 行业快速，迅猛发展。意味着将来将集中退役， 行业快速，迅猛发展。意味着将来将集中退役，这 对叶片回收利用技术造成困难。 对叶片回收利用技术造成困难。
复合材料及烯腈聚合物燃烧能量
三种处理方法的对比
谢谢
复合材料废弃物 的回收与再利用
--3B-207
目录
一 二 三 四 五 背景 复合材料回收与利用技术 国内研究状况 专用装备介绍 回收技术发展趋势
一 ·背量增长迅速
复合材料废弃物迅速增长， 复合材料废弃物迅速增长，引起人们广泛关注
伴随着复合材料的飞速发展， 伴随着复合材料的飞速发展，复合材料废弃物数量 迅速增多。 迅速增多。 复合材料废弃物来源： 复合材料废弃物来源： 制造过程中产生的废弃物 使用后报废产品
各种复合材料废弃物回收方式对比
化学回收
利用化学改性或分解的方式使废弃物成为可 以回收利用的物质（如燃气燃油等）的一种 方法 该方法技术难度大，对回收设备要求高。回 收费用较高。
一般在400~500度高温，回收热解油为主。 在600~700度以回收热解气为主。 复合材料废弃物中的再热节的高温下力学熊 能下降，进一步研磨后。客与其他固体附产 物研磨粉料一起用做填料。
目前国内的主要处理方式
目前我国对复合材料的处理仍主要使用填埋和简 单焚烧的方法。 占用土地资源 二次污染严重 资源为得到充分利用 存在潜在的，未知的危险
二 国外复合材料处理方法
复合材料的处理方式大致分为三类 化学回收 物理回收 能量回收
热固性复合材料
热固性复合材料热固性复合材料是一种由多种不同性质的材料经过特定工艺加工而成的新型材料。
它具有优异的力学性能、耐高温性能和化学稳定性，被广泛应用于航空航天、汽车、船舶、建筑等领域。
首先，热固性复合材料的基本组成是由增强材料和基体材料组成的。
增强材料通常是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，而基体材料则是树脂、环氧树脂、酚醛树脂等。
这两种材料的组合使得热固性复合材料具有轻质、高强度、刚度大、耐腐蚀等特点，因此在航空航天领域得到了广泛应用。
其次，热固性复合材料的加工工艺主要包括预浸料制备、层叠成型、固化硬化等步骤。
预浸料是将增强材料预先浸渍在树脂基体中，然后通过层叠成型将预浸料层叠成所需形状，最后进行固化硬化使得复合材料形成。
这种加工工艺保证了复合材料的成型精度和力学性能。
另外，热固性复合材料在航空航天领域的应用非常广泛。
在飞机制造中，热固性复合材料可以用于制造机身、机翼、尾翼等部件，不仅可以减轻飞机重量，提高飞行速度，还能提高飞机的结构强度和耐久性。
在航天器制造中，热固性复合材料可以用于制造导弹、卫星等部件，具有抗辐射、耐高温等特点，能够适应极端的空间环境。
最后，热固性复合材料的发展前景非常广阔。
随着科学技术的不断进步，热固性复合材料的性能将会不断提高，应用领域也将不断扩大。
同时，热固性复合材料的生产工艺也将不断完善，使得复合材料的成本得以降低，进一步促进了其在各个领域的应用。
总之，热固性复合材料作为一种新型材料，具有广阔的应用前景和发展空间。
它的优异性能和多样化的应用使得它成为了航空航天、汽车、船舶、建筑等领域不可或缺的材料之一。
随着技术的不断进步，相信热固性复合材料将会在未来发挥更加重要的作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。