复合材料的回收和再利用

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物资回收行业废旧物资回收与再利用技术创新方案

物资回收行业废旧物资回收与再利用技术创新方案

物资回收行业废旧物资回收与再利用技术创新方案第1章总论 (2)1.1 废旧物资回收行业概述 (2)1.2 技术创新在废旧物资回收与再利用的重要性 (3)第2章废旧物资分类与回收方法 (3)2.1 废旧物资分类体系 (3)2.2 物理回收方法 (4)2.3 化学回收方法 (4)2.4 生物回收方法 (4)第3章废金属回收与再利用技术 (4)3.1 铁铝金属回收技术 (5)3.1.1 铁金属回收技术 (5)3.1.2 铝金属回收技术 (5)3.2 贵金属回收技术 (5)3.2.1 金、银回收技术 (5)3.2.2 铂、钯回收技术 (5)3.3 有色金属回收技术 (5)3.3.1 铜、铅、锌回收技术 (5)3.3.2 镍、锡、镁回收技术 (5)3.4 废金属再利用途径 (6)第4章废塑料回收与再利用技术 (6)4.1 废塑料的分类与清洗 (6)4.1.1 废塑料分类 (6)4.1.2 废塑料清洗 (6)4.2 物理回收技术 (6)4.2.1 熔融再生 (7)4.2.2 粒料再生 (7)4.2.3 裂解 (7)4.3 化学回收技术 (7)4.3.1 热裂解 (7)4.3.2 水解 (7)4.3.3 化解 (7)4.4 生物降解塑料技术 (7)4.4.1 生物合成塑料 (7)4.4.2 生物改性塑料 (8)4.4.3 生物分解塑料 (8)第5章废纸回收与再利用技术 (8)5.1 废纸的分类与处理 (8)5.2 纤维素纤维的回收 (8)5.3 瓦楞纸板回收技术 (8)5.4 废纸再利用技术 (9)第6章废旧电子产品回收与再利用技术 (9)6.1 电子废弃物处理技术 (9)6.1.1 物理拆解技术 (9)6.1.2 精细拆解技术 (9)6.2 贵金属提炼技术 (9)6.2.1 火法提炼技术 (9)6.2.2 湿法提炼技术 (10)6.3 有害物质处理技术 (10)6.3.1 热处理技术 (10)6.3.2 化学处理技术 (10)6.4 电子废弃物资源化利用 (10)6.4.1 材料回收 (10)6.4.2 元器件再利用 (10)6.4.3 资源化利用产品开发 (10)6.4.4 产业协同处理 (10)第7章废旧电池回收与再利用技术 (10)7.1 废旧电池的分类与处理 (10)7.2 铅酸电池回收技术 (11)7.3 锂离子电池回收技术 (11)7.4 废旧电池再利用技术 (11)第8章废旧纺织品回收与再利用技术 (12)8.1 废旧纺织品的分类与处理 (12)8.2 纤维素纤维回收技术 (12)8.3 蛋白质纤维回收技术 (12)8.4 废旧纺织品再利用技术 (12)第9章废旧轮胎回收与再利用技术 (13)9.1 废旧轮胎的预处理 (13)9.2 粉碎与再生技术 (13)9.3 热裂解技术 (13)9.4 轮胎衍生产品应用 (14)第10章废旧物资回收与再利用产业政策与市场分析 (14)10.1 政策法规与标准体系 (14)10.2 废旧物资回收与再利用市场现状 (14)10.3 产业趋势与技术创新方向 (15)10.4 产业链优化与协同发展策略 (15)第1章总论1.1 废旧物资回收行业概述废旧物资回收行业作为我国绿色经济发展的重要组成部分,关乎资源的合理利用和环境保护。

复合材料的抗拉强度与应用分析

复合材料的抗拉强度与应用分析

复合材料的抗拉强度与应用分析在当今的材料科学领域,复合材料因其独特的性能而备受关注。

其中,抗拉强度是评估复合材料性能的关键指标之一,它在很大程度上决定了复合材料在各种应用中的表现和适用性。

要理解复合材料的抗拉强度,首先得明白什么是复合材料。

简单来说,复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学方法组合而成的一种新型材料。

这些组成材料在性能上相互补充,从而使复合材料具备了单一材料所难以达到的优越性能。

复合材料的抗拉强度受到多种因素的影响。

其中,增强材料的性质和含量是最为关键的因素之一。

常见的增强材料如碳纤维、玻璃纤维等,它们具有高强度和高模量的特点。

当这些增强材料在复合材料中的含量增加时,通常会显著提高复合材料的抗拉强度。

然而,并非增强材料含量越高越好,超过一定比例后,可能会因为增强材料的团聚或者分布不均匀等问题,导致抗拉强度不再增加甚至下降。

复合材料中基体材料的性质也对其抗拉强度有着重要影响。

基体材料起到将增强材料粘结在一起,并传递载荷的作用。

不同的基体材料,如树脂、金属等,其自身的强度、韧性和与增强材料的结合能力都有所不同。

例如,树脂基体在固化过程中的交联程度会影响其强度和韧性,进而影响复合材料的整体抗拉强度。

此外,增强材料与基体材料之间的界面结合强度也是一个不能忽视的因素。

良好的界面结合能够有效地传递应力,提高复合材料的抗拉强度。

界面结合强度受到多种因素的影响,包括表面处理、化学相容性等。

通过对增强材料进行表面处理,如氧化、涂层等,可以改善其与基体材料的界面结合,从而提高复合材料的抗拉强度。

复合材料的制备工艺同样会对其抗拉强度产生影响。

制备过程中的温度、压力、成型方法等参数的控制,都会直接影响到复合材料的微观结构和性能。

例如,在热压成型过程中,如果温度和压力控制不当,可能会导致基体材料固化不完全或者产生内部缺陷,从而降低复合材料的抗拉强度。

了解了影响复合材料抗拉强度的因素,接下来看看它在实际应用中的表现。

复合材料的抗拉强度与性能研究

复合材料的抗拉强度与性能研究

复合材料的抗拉强度与性能研究在当今科技飞速发展的时代,复合材料凭借其卓越的性能在众多领域崭露头角。

其中,抗拉强度作为衡量复合材料性能的关键指标之一,备受关注。

为了更深入地了解复合材料的性能特点,我们有必要对其抗拉强度展开一番探究。

复合材料,顾名思义,是由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学的方法组合而成的一种新型材料。

它结合了组成材料的优点,弥补了单一材料的不足,从而展现出独特的性能优势。

而抗拉强度,简单来说,就是材料在拉伸过程中能够承受的最大拉力,反映了材料抵抗断裂的能力。

复合材料的种类繁多,常见的有纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料和层合复合材料等。

以纤维增强复合材料为例,其通常由高强度的纤维(如碳纤维、玻璃纤维等)嵌入到基体材料(如树脂)中形成。

在这种结构中,纤维承担了主要的拉力,而基体则起到传递和分散应力的作用。

由于纤维的高强度特性,使得纤维增强复合材料具有出色的抗拉强度。

影响复合材料抗拉强度的因素众多。

首先是增强材料的性能和含量。

增强材料的强度越高、含量越大,复合材料的抗拉强度往往也越高。

例如,碳纤维的强度远高于玻璃纤维,因此碳纤维增强复合材料的抗拉强度通常优于玻璃纤维增强复合材料。

其次,基体材料的性能也至关重要。

良好的基体材料能够有效地将载荷传递给增强材料,并与增强材料形成良好的界面结合,从而提高复合材料的整体抗拉强度。

此外,复合材料的制造工艺也会对其抗拉强度产生影响。

制造过程中的温度、压力、固化时间等参数如果控制不当,可能会导致材料内部出现缺陷,如孔隙、裂纹等,从而降低抗拉强度。

为了准确测定复合材料的抗拉强度,需要采用一系列专业的测试方法和设备。

常见的测试方法包括拉伸试验、三点弯曲试验等。

在拉伸试验中,将复合材料制成标准试样,然后在万能试验机上进行拉伸,通过测量试样在拉伸过程中的载荷和变形,计算出抗拉强度。

测试过程中,需要严格控制试验条件,确保测试结果的准确性和可靠性。

复合材料的优异抗拉强度使其在航空航天、汽车、船舶、体育器材等领域得到了广泛的应用。

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

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%。

CFRP的回收利用

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。

新型复合材料在飞行器制造中的应用研究

新型复合材料在飞行器制造中的应用研究

新型复合材料在飞行器制造中的应用研究在现代航空航天领域,飞行器的性能和质量要求不断提高,新型复合材料因其出色的性能特点,在飞行器制造中扮演着日益重要的角色。

这些材料不仅能够减轻飞行器的重量,提高燃油效率,还能增强结构强度和耐久性,为飞行器的设计和制造带来了全新的可能性。

一、新型复合材料的种类及特点1、碳纤维增强复合材料(CFRP)碳纤维增强复合材料是由碳纤维与树脂基体复合而成。

碳纤维具有高强度、高模量的特点,而树脂基体则提供了良好的韧性和耐腐蚀性。

CFRP 的比强度和比模量远高于传统金属材料,使其在减轻飞行器结构重量方面表现出色。

同时,它还具有良好的抗疲劳性能和抗腐蚀性能,能够延长飞行器的使用寿命。

2、玻璃纤维增强复合材料(GFRP)玻璃纤维增强复合材料由玻璃纤维和树脂基体组成。

虽然其性能不如碳纤维增强复合材料,但具有成本较低、加工性能好等优点。

在一些对性能要求不是特别高的飞行器部件中,如非承力结构件、内饰件等,GFRP 得到了广泛应用。

3、芳纶纤维增强复合材料(AFRP)芳纶纤维具有优异的抗冲击性能和耐高温性能,与树脂基体复合后形成的 AFRP 在防弹、抗冲击防护等方面具有独特的优势。

在飞行器制造中,AFRP 常用于制造飞机的舱门、机翼前缘等部位,以提高飞行器的抗冲击能力和安全性。

4、陶瓷基复合材料(CMC)陶瓷基复合材料具有耐高温、高强度、抗氧化等优异性能,适用于飞行器的高温部件,如发动机热端部件、燃烧室等。

CMC 能够承受高温燃气的冲刷和腐蚀,提高发动机的工作效率和可靠性。

二、新型复合材料在飞行器结构中的应用1、机翼和机身结构新型复合材料在机翼和机身结构中的应用可以显著减轻重量,提高结构效率。

例如,波音 787 客机的机身结构大量采用了 CFRP,其重量比传统铝合金机身减轻了 20%左右,大大降低了燃油消耗。

同时,复合材料的可设计性使得机翼和机身的气动外形能够得到更精确的优化,提高了飞行器的飞行性能。

建筑物拆除施工中的材料回收与利用手段

建筑物拆除施工中的材料回收与利用手段

建筑物拆除施工中的材料回收与利用手段随着城市建设的不断发展,建筑物的拆除变得日益频繁,然而废弃建筑材料的大量浪费对环境造成了严重的影响。

为了促进可持续发展,减少资源浪费并最大限度地减少对环境的损害,建筑物拆除施工中的材料回收与利用手段变得至关重要。

本文将探讨一些常用的手段,以减少建筑物拆除施工对环境的负面影响。

首先,一个关键的方法是对废弃建筑材料进行回收和再利用。

这需要对拆除的建筑物进行全面的研究和分析,以确定哪些材料是可回收的,并制定相应的回收方案。

常见的可回收材料包括砖块、钢铁、混凝土和木材等。

砖块可以用于修复其他建筑,钢铁可以被熔化重塑,混凝土可以被破碎并用于新的建筑工程,而木材可以被加工成新的产品。

通过回收和再利用,不仅可以减少废弃建筑材料的数量,还可以节约原料和能源,降低生产成本。

其次,建筑物拆除施工中的材料回收与利用手段还包括材料的分类和分离。

这是一个重要的步骤,可以确保废弃材料的高效回收利用。

施工现场应设立合适的分类和分离区域,将不同类型的材料分开储存。

例如,钢材、混凝土和木材应分别存放,以方便回收时的分类处理。

此外,还可以使用一些辅助设备,如磁铁、振动筛和重力分离装置,来协助材料分类工作。

通过分类和分离,可以减少杂质的污染和交叉污染,提高回收材料的质量和可再利用性。

另外,建筑物拆除施工中还可以采用材料拆解和破碎技术,以便更好地回收和利用废弃材料。

对于钢材和混凝土等固体材料,可以使用切割机、打孔机和拆解机等工具进行拆解和切割,以便将其分解为更小的部分。

这样做可以方便储存和搬运,并为后续的回收加工打下基础。

而对于木材和纸板等可再生材料,则可以使用破碎机进行破碎和粉碎,以便于后续的再加工、利用和回收。

此外,建筑物拆除施工中的可再加工和再利用技术也是一个重要的手段。

通过对废弃建筑材料进行再加工,可以将其转化为新的产品和材料,延长其使用寿命。

例如,钢铁可以被熔化并用于制造新的钢材制品,混凝土可以被破碎成再生骨料用于新的混凝土工程,木材可以被加工成复合材料和家具等。

建筑废弃材料利用方案

建筑废弃材料利用方案

建筑废弃材料利用方案建筑废弃材料指的是建筑工程中使用过后,不再需要的材料,例如混凝土、砖瓦、木材、玻璃、金属等。

废弃材料的全面利用对于节约资源、降低环境污染有着重要的意义。

因此,制定一套有效的建筑废弃材料利用方案至关重要。

首先,对于混凝土、砖瓦等建筑废弃材料,可以考虑进行破碎、筛分等处理,再利用于道路铺设、建筑基础填充、土壤改良等方面。

这样不仅能够减少新材料的使用,同时还能够减少废弃材料的堆放,降低环境污染。

其次,对于木材废弃物,可以进行粉碎处理后,用于生产木质颗粒板、纤维板等新型复合材料,应用于家具、装饰等领域。

此外,还可以将木材废弃物用于生物质能源的生产,代替传统的化石能源,减少对环境的不良影响。

另外,废弃的玻璃和金属材料可以通过回收再利用的方式,降低资源消耗和能源浪费。

提倡大规模回收玻璃瓶、玻璃幕墙等废弃玻璃制品,经过加工处理后,用于生产新的玻璃制品。

金属废弃物则可以通过熔炼和再造的方式,用于再生金属制品的生产。

此外,建筑废弃材料还可以用于建造临时设施,比如建筑工地内的临时办公室、农户的临时棚屋等。

这样不仅可以最大限度地利用废弃材料,还能够为人们提供临时的住宿和工作场所。

在废弃材料的利用方案中,还应考虑到环境保护的因素。

建筑废弃材料在回收利用的过程中,应严格控制废气、废水和噪音对环境的污染。

尽量选择低能耗、低污染的利用工艺和设备,确保废弃材料的再利用环节不会给环境带来新的负面影响。

同时,政府和相关部门应加强对建筑废弃材料利用的引导和监管。

通过制定相关政策和法规,鼓励企业和个人主动参与建筑废弃材料的回收和再利用。

加大执法力度,对于违规处理废弃材料和污染环境的行为,依法予以惩处。

总之,建筑废弃材料的全面利用对于资源节约、环境保护具有重要意义。

制定一套科学、合理的废弃材料利用方案,促进废弃材料的回收和再利用,既能够减少对自然资源的依赖,又能够降低环境污染。

因此,各界应共同努力,从政府、企业及个人层面出发,推动建筑废弃材料的利用方案的落实,实现可持续发展的目标。

碳纤维复合材料回收再利用技术研究

碳纤维复合材料回收再利用技术研究

碳纤维复合材料回收再利用技术研究碳纤维复合材料,是由碳纤维和树脂组成的一个高强度、轻量化的新型材料。

与传统的金属材料相比,它具有密度小、强度高、抗腐蚀性好、耐磨性好等优点。

随着碳纤维复合材料在航空航天、汽车、运动器材等领域的广泛应用,碳纤维复合材料的回收再利用也变得越来越重要。

碳纤维复合材料的回收再利用技术主要包括两个方面:首先是回收碳纤维;其次是回收树脂。

回收碳纤维主要有以下几种方法:1. 热解法:将废弃的碳纤维复合材料加热至高温,使树脂分解,从而分离出碳纤维。

2. 溶剂回收法:利用有机溶剂将废弃的碳纤维复合材料中的树脂分离出来,然后再将碳纤维和溶剂进行分离。

3. 氧化法:将废弃的碳纤维复合材料在氧气的作用下进行氧化反应,将树脂氧化掉,从而分离出碳纤维。

以上三种方法都可以有效地回收碳纤维,但各有优缺点。

热解法操作简单,但会产生大量的有害气体;溶剂回收法能够回收纯度较高的碳纤维,但过程较为复杂;氧化法能够有效地去除树脂,但会影响碳纤维的性能。

回收树脂主要有以下几种方法:1. 溶解回收法:将废弃的碳纤维复合材料浸泡在有机溶剂中,使树脂溶解,然后再将溶液中的树脂提取出来。

2. 热解回收法:将废弃的碳纤维复合材料加热至高温,使树脂分解,从而提取出树脂。

3. 催化回收法:利用催化剂将树脂分解成低分子量的化合物,从而实现树脂的回收。

以上三种方法都可以回收树脂,但溶解回收法和热解回收法需要耗费大量的能源,而催化回收法则需要较为复杂的条件。

总而言之,碳纤维复合材料回收再利用技术是一个复杂的问题,需要综合考虑材料的结构特性、物理性能和环境影响等方面,才能实现有效的回收再利用。

未来,我们可以通过不断探索和创新,推动碳纤维复合材料回收再利用技术的发展,为环保事业做出更大的贡献。

国内外复合材料回收再利用现状

国内外复合材料回收再利用现状
塑 料 工业
CHI NA LAS CS I P TI NDUS TRY
第3 第 1 9卷 期 21 0 1年 1 月
国 内外复 合材 料 回 收再 利用 现状
段 志军 ,段 望春 ,张瑞 庆
( 肃 省 机 械科 学 研 究 院 ,甘 肃 兰 州 7 03 ) 甘 3 0 0
摘要 :介绍 目前 国内外复合材料废 弃物循环再利用技术的主要方法和研究现状 。指 出在 国家宏观政策指引下 ,应
大 力 研 究 和 发展 复合 材 料 废 弃 物 的 综合 利用 技 术 ,实 现 废 弃 物 的 资 源化 循 环 再 利 用 。火 车 枕 木 、耐 火 砖 、水 泥 和 石 膏 是 复 合 材 料 废弃 物 回 收利 用 的 研 究 方 向 。 关 键 词 :复 合 材 料 废 弃 物 ;循 环 再 利 用 ;综 合 处理 技 术
及 耐腐蚀性 特点 ,也使 的复合材 料废 弃物处 理变得 非 常棘 手 。随着风 电产业 的快速发 展 和机 叶 片尺寸 的不 断增 大 ,未来 1 2 5~ 0年将 有大量 的废弃 物需要 处 理 , 图 1为 Ab r les专家 在 2 0 0 8年 欧 洲 复合 材 料 展 期 间 , 曾预 言到 2 3 0 4年 ,全球 每 年 仅 回收 叶片废 弃 物 的数 量大 约 2 . 2 5万 t 。 同 时欧 盟 对 西 欧 纤 维增 强 塑料 …
年份
物 的大量堆 积不仅 占据 了工业 、农业 用地 ,而且 对社
会环 境构成 了威胁 ,成 为阻碍 复合材 料进一 步应用 和
发展 的瓶 颈 。
图 2 欧盟 20 2 0 0 0— 05年废弃物产量预测
中 图分 类号 :T 3 0 9 Q 2. 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :10 5 7 ( 0 1 1 0 1 0 0 5— 70 2 1 )0 — 0 4— 5

碳纤维复合材料的回收与利用

碳纤维复合材料的回收与利用

碳纤维复合材料的回收与利用作者:任彦来源:《新材料产业》2014年第08期碳纤维作为高强韧复合材料的增强纤维,随着航空和汽车行业的高速发展,其需求量也与日俱增,有资料表明,仅航天航空每年预计增加的需求量在10%~17%。

近年来,全世界每年对碳纤维的需求量以12%的速度在增加,有预计表明到2014年全球碳纤维的需求量会达到70 000t以上[1]。

随着碳纤维复合材料的大量应用,其废弃物量也将急剧增加,据粗略估计,到2025年全球将有超过8 500架左右的民用飞机退役,其废弃物的数量非常之大。

此外,随着风电产业的快速发展和风机叶片尺寸的不断增大,预测到2034年全球碳纤维复合材料叶片废弃物的数量将达到225kt以上[2]。

目前,我国复合材料废弃物的数量已经超过2 000kt,而且预计每年新增加的复合材料废弃物将超过100kt[3],此中包括碳纤维复合材料。

各行业大量产生的碳纤维废弃物已经成为阻碍碳纤维应用和发展的突出问题,特别是随着相关环保法规和复合材料废弃物处理规定的日益严格,要继续维持碳纤维增强复合材料产业的快速和健康发展,就必须高度重视碳纤维复合材料废弃物回收与再利用技术的研究和开发。

一、碳纤维复合材料的回收方法早期,对于不能降解的碳纤维复合材料废弃物主要是通过焚烧来利用其燃烧产生的热能量,这种回收利用的方法虽然简单易行,但在焚烧过程中,复合材料废弃物将会释放出大量有毒的气体,而且掩埋焚烧后的灰分还会对土壤造成二次污染,因此工业发达国家已经严格明令禁止用这种方法处理复合材料的废弃物。

另外一种比较早的回收方法是将复合材料碾碎、压碎或切碎的方法,制成颗粒、细粉等加以再利用,经这样处理后的材料通常只是用作建筑填料、铺路材料、水泥原料或者高炉炼铁的还原剂等。

这种方法利用现有的设备就可以加工、且一般不易产生污染物,可以回收一些含有短纤维的复合材料粒子,但是基体中的碳纤维在回收过程中已经受到了严重的破坏,而且也不可能回收得到干净的长纤维,因此用这种方法回收碳纤维增强复合材料对于高价值的碳纤维是一种极大的浪费。

世界首条复合材料废弃物回收及再利用生产线冀州开工

世界首条复合材料废弃物回收及再利用生产线冀州开工
原 料使 用 , 能够 实现 废 弃 物 的完 全再 利 用 , 处理
复合材 料产 业是 冀 州的特 色产业之 一 , 广泛
应 用 于建 筑 、 交通 运 输 、 石 油化 工 、 电力 电子 、 国
过 程没 有废 气排放 , 不会 造成 二 次污染 。
防军工、 新 能 源 等主 要领 域 , 但 大量 未处 置 的玻
型 的设 备积 累 了宝 贵 的经 验 , 经 过 对压 缩 机 叶轮 轴
用 原 轴 承体 , 但 要 将 原 进 油孔 5一
高转子 在运 行过 程 中的稳定 性 。
堵死 , 并 重 新
加 工进 油孔 5一 。使 轴 瓦 和 轴接 触 面 积增 加 , 提 润 滑油 油质 劣化 , 影 响滑动 轴承油膜 形成 , 造成 轴 承损 坏 , 引起机 组振 动 。经过 一系列 改造后 , 压缩
改为 0 . 1 6~0 . 2 0 2 m m。在 安 装 时尽 量靠 上 限。利
负荷长周期运行。
6 结束 语
经 过 改 变压 缩 机人 口导流 罩 密封 结构 , 消 除高 负 荷运 行时 , 压缩 机气 流激振 导致振 动大 幅波动 ; 重 新 设计 高速 轴瓦 块 , 包角、 间 隙等 一 系列 的技 改 , 彻 底 解决 了激 冷气 压缩 机振值 高报警 的故 障 。为 同类
以上 。
方法, 处理 完成后 的 固体 废 料 , 填料 可 以用 于制 作 地砖 或者 空心砖 , 玻璃 纤维 可 以用于功 能件 的 再 次使 用 , 也 可 以经过 高温磨碎 后 用作 磨碎 纤维 使 用 。树 脂 经催 化 裂 解 处理 后 可 以作 为 重 油作 为 燃料使 用 , 也 可以经进 一步 处理精 炼作 为化 工

汽车轻量化材料成型工艺分析

汽车轻量化材料成型工艺分析

汽车轻量化材料成型工艺分析汽车轻量化是现代汽车工业发展的重要趋势之一,它能够显著提高汽车的燃油效率、降低排放、提升操控性能和安全性。

轻量化材料的应用和成型工艺是实现汽车轻量化的关键。

本文将探讨汽车轻量化材料的种类、成型工艺及其在汽车制造中的应用。

一、汽车轻量化材料的种类汽车轻量化材料主要包括高强度钢、铝合金、镁合金、复合材料等。

这些材料具有密度低、强度高、耐腐蚀性好等特点,是实现汽车轻量化的理想选择。

1.1 高强度钢高强度钢是汽车轻量化中应用最广泛的材料之一。

它通过优化合金成分和热处理工艺,实现了强度和韧性的双重提升。

高强度钢在汽车车身、底盘等关键部位的应用,可以有效降低整车重量,同时保持良好的安全性能。

1.2 铝合金铝合金以其低密度、高比强度和良好的铸造性能,成为汽车轻量化的另一重要材料。

铝合金可以通过铸造、锻造、挤压等工艺成型,广泛应用于汽车的发动机、变速箱、车身结构件等部件。

1.3 镁合金镁合金是所有结构材料中密度最低的金属,其密度仅为铝的2/3,钢的1/4。

镁合金的强度和刚度较高,且具有良好的阻尼性能和电磁屏蔽性能,适用于汽车的仪表板、座椅框架、轮毂等部件。

1.4 复合材料复合材料是由两种或两种以上不同材料组合而成的新型材料,具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点。

在汽车领域,常用的复合材料包括碳纤维增强塑料(CFRP)、玻璃纤维增强塑料(GFRP)等。

这些材料在汽车的车身、内饰、底盘等部位的应用,可以显著降低汽车的重量。

二、汽车轻量化材料的成型工艺汽车轻量化材料的成型工艺是实现材料性能的关键环节,不同的材料和应用场景需要采用不同的成型工艺。

2.1 铸造工艺铸造是将熔融金属倒入模具中,待其冷却凝固后形成所需形状的工艺。

对于铝合金和镁合金等材料,铸造工艺可以实现复杂形状的成型,且成本相对较低。

常见的铸造工艺包括砂型铸造、金属型铸造、低压铸造等。

2.2 锻造工艺锻造是通过施加外力使金属形成所需形状的工艺,它能够提高材料的密实度和强度。

复合材料的环境影响评估与分析

复合材料的环境影响评估与分析

复合材料的环境影响评估与分析在当今科技飞速发展的时代,复合材料凭借其优异的性能,在众多领域得到了广泛应用。

然而,就像任何事物都有两面性一样,复合材料在给我们带来诸多便利的同时,其对环境的影响也不容忽视。

复合材料通常是由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学的方法组合而成,具有高强度、高韧性、耐腐蚀等优点。

这些特性使得复合材料在航空航天、汽车制造、建筑、电子等行业大放异彩。

比如,在航空领域,复合材料被用于制造飞机的机身和机翼,减轻了飞机的重量,降低了燃油消耗;在汽车行业,复合材料制成的零部件能提高汽车的性能和安全性。

但从环境的角度来看,复合材料的生产过程并非“绿色无害”。

首先,复合材料的制造往往需要消耗大量的能源。

从原材料的开采、加工,到复合材料的合成和成型,每一个环节都离不开能源的支持。

而这些能源的获取,无论是通过传统的化石燃料还是其他方式,都可能对环境造成压力。

例如,燃烧化石燃料会排放大量的温室气体,加剧全球气候变化。

其次,复合材料的生产过程中可能会产生各种污染物。

一些复合材料的合成需要使用有机溶剂,这些溶剂在使用和处理过程中,如果管理不当,可能会泄漏到环境中,对土壤、水源和空气造成污染。

此外,生产过程中的废渣、废气等也需要妥善处理,否则会对周边环境产生负面影响。

再者,复合材料的使用寿命结束后,其处理也成为一个难题。

由于复合材料的成分复杂,难以进行有效的回收和再利用。

很多复合材料制品在废弃后只能被填埋或焚烧。

填埋不仅占用土地资源,而且其中的有害物质可能会逐渐渗透到土壤和地下水中;焚烧则可能会产生有害气体,进一步污染大气环境。

为了更全面地评估复合材料的环境影响,我们需要引入生命周期评估(Life Cycle Assessment,LCA)的方法。

这种方法可以从原材料的获取、生产、使用到最终的废弃处理,对复合材料的整个生命周期进行系统的分析和评价。

通过 LCA,我们能够清晰地了解复合材料在各个阶段对环境的影响程度,从而为改进和优化提供依据。

树脂基复合材料废弃物的回收利用技术

树脂基复合材料废弃物的回收利用技术
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树脂基复合材料废弃物的回收利用技术
2009年 8月
树脂基复合材料废弃物的回收利用技术
徐 佳 , 孙超明
(北京玻璃钢研究设计院 , 北京 102101) 摘要 : 介绍了国内外处理复合材料废弃物的主要方法 ,论述了以下几种主要的处理方法 :化学回收 、能量回收 、物理回收 和综合处理方法 。指出在国家目前的宏观政策下 ,应大力发展水泥窑炉处理法等综合处理技术 ,实现废弃物的资源化回收 利用 。 关键词 : 复合材料 ; 回收利用 ; 水泥窑炉回收 中图分类号 : TB332 文献标识码 : A 文章编号 : 1003 - 0999 (2009) 04 - 0100 - 04
复合材料具有比强度高 、比模量高 、可设计性 强 、抗疲劳断裂性能好 、耐化学腐蚀 、耐候性好 、结 构 /功能一体化等其他材料不可比拟的优点 ,极大地 推动和扩大了其在国民经济各个行业领域的应用 , 其用量也逐年递增 ,用量的上升必然导致其废弃物 的不断增加 。2008年 ,我国复合材料废弃物总量已 经超过 200万吨 ,而当年新增复合材料废弃物 10万 吨以上 。废弃物的大量堆积不仅占据了工业用地 , 而且对环境构成了威胁 ,成为阻碍复合材料进一步 应用和发展的瓶颈 。同时 ,复合材料的强度高 、耐腐 蚀性能好等材料特性导致其废弃物的处理非常困 难 。因此 ,复合材料废弃物的节能减排与回收利用 技术已成为国际上的研究热点之一 。
北京玻钢院复合材料有限公司承担过国家科技 部“热固性复合材料 ( SMC)综合处理与再生技术研 究 ”项目的研究工作 ,在粉碎技术及装备设计 ,粉碎 物在 SMC /BMC中的应用技术等方面已取得阶段性 成果 。研制生产了 SCP - 640 型玻璃钢专用破碎 机 ,处理能力为 300kg / h,建立了一条 SMC废弃物回 收利用示范生产线 ,可回收利用 SMC废弃物 30吨 / 年 。以下为一组回收料添加不同份数对 BMC 制品 性能的影响 ,从表中可以看到 ,当回收料份数小于 40份时 , BMC制品的弯曲强度随着用量的增加没有 明显影响 , 但是当回收料用量达到 40 份以上时 , BMC制品的弯曲强度随着回收料用量的增加明显 降低 。

复合材料废弃物

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
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简析玻璃钢、复合材料的回收和再利用
时间: 2009-1-10 来源:中国化工信息网(责任编辑: christina)
玻璃钢、复合材料行业经过50年的发展历程,取得了辉煌的成绩。

产业规模不断扩大。

90年代初期的行业产值只有10多亿元,生产企业2000多家,从业人员几万人。

2007年产值超过500亿元,生产企业4000余家,从业人员达到几十万人。

工艺技术水平不断提高。

90年代,手糊工艺一统天下,如今模压、缠绕、拉挤、真空灌注等各种工艺百花齐放。

产量快速增加。

90年代产量只有8万吨,2007年总产量达到160万吨,超过日本、欧洲,位居世界第二。

产业结构发生变化。

90年代初期的机械化成型比例15%,2007年机械化成型占60%以上。

90年代初期主要产品是波形瓦、浴缸、管罐。

2007年已经形成风力发电叶片、压缩天然气气瓶、汽车复合材料、冷却塔、船舶、整体浴室、管道、渔具等具有较大规模的独立的产业集群。

科技创新取得重要成果。

开发了风电叶片、船舶等复合材料设计技术;缠绕机、拉挤机、压机等成型装备设计制造技术;各类标准化和专利、检测技术;针对不同产品有专用设计软件技术。

质量管理方面众多企业通过了ISO9000、ISO14000、ISO18000、ISO16949认证体系。

应用领域扩大。

复合材料作为新材料在国民经济中发挥越来越重要的作用,除在军工领域应用外,从原来的简单替代,逐步变成能源、交通、化工、电力等领域必不可少的材料。

当前金融危机形势下,国家拉动内需的政策的出台对于复合材料行业是一个非常重要的机遇。

玻璃钢、复合材料行业面临一个新的大发展时期,如城市化进程中大规模的市政建设;新能源的利用和大规模开发;环境保护政策的出台;汽车工业的发展;大规模的铁路建设;大飞机项目等。

在巨大的市场需求牵引下,复合材料产业的发展将有很广阔的发展空间。

据预测,到2010年,中国复合材料的产量将超过美国,总量达到世界第一。

然而复合材料行业也面临着一些问题和挑战。

首先是发展方式的转变,从又快又好向又好又快发展的转变;从数量规模向质量效益的转变。

其次是日益严峻的环保压力,复合材料废弃物的回收和再利用;节能减排的法律要求。

还有市场竞争方式的转变,价格竞争变成技术、服务竞争,技术壁垒、专利保护成为竞争手段。

复合材料废弃物的产生是行业发展的必然。

产量的不断增加导致过程中的边角余料增多,以及一些生命周期结束、丧失功能的产品。

复合材料行业回收再利用的现状是数量巨大。

全国应该有几十万吨的待处理的废弃物,已引起国家和相关部门重视,并开展相关的工作。

目前没有形成专业的规范的集中的处理方式,现有的解决方式是填埋、堆积、焚烧。

国家相继出台了一系列针对回收再利用的政策,2000年国家实施《中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法》;2007年度国家发布《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》中明确规定,固体废弃物的资源综合利用是国家优先发展的领域之一。

解决问题的途径首先是要从根源治理,科学设计、合理使用材料,减少边角废料的产生,发展热塑性复合材料等可降解可回收的材料。

目前需要处理的复合材料大部分是热固性复合材料,因为其自身的特点回收和再利用存在一定困难。

但我们在设计时考虑延长寿命、成型方式、选择材料等方面加以克服,在设计思想上充分考虑制造过程、使用过程对环境的影响,如对那些强度指标要求不高的产品,可以考虑采用热塑性复合材料、天然纤维复合材料;对那些有强度要求的结构部件,可以考虑采用高性能复合材料,延长使用寿命,减少部件失去功能后造成的废弃物的产生。

其次要过程控制,改进和提高工艺,提高机械化成型比例,使用低排放、低挥发树脂,减少排放,推广使用回收材料。

复合材料在制造过程中的边角废料是最主要废弃物产生的途径之一,因此要高度关注,对过程加以控制,如低排放材料的推广使用;使用部分回收材料代替原材料;选择制造工艺时,尽量采用机械成型,减少制造过程中产生废弃物和废品;在模具设计时就减少飞边、边角的出现。

还要研究集中处理方法,解决行业共性问题,建立综合回收处理基地,形成规模产业。

目前国内外对复合材料的处理大部分是采用集中处理的方式,处理的方式有以下几种:
能量回收方式———焚烧。

能量回收技术有液体床技术、旋转炉技术和材料燃烧技术等。

热塑性玻璃钢能量含量较高,适用于这一方法。

但热固性玻璃钢中如汽车中用量最多的SMC,其有机物含量和能含量较低,而灰分含量很高。

灰分中高含量的氧化钙对新SMC的熟化反应有不良影响,因此不能用作填料。

灰分通常采用填埋的方法处理。

化学回收方式———热解。

热解法是将一种物质在无氧的情况下利用高温(不燃烧)变成一种或多种物质的方法。

用高温分解的方法来回收利用热固性复合材料制品有较大的难度,费用较高,但回收利用的效果较好。

热解法适用于处理被污染的废弃物,例如处理经油漆、粘接或混杂材料的热固性复合材料部件。

在无氧的情况下,高温分解使热固性复合材料废弃物分解成燃气、燃油和固体三种回收物。

其中每一种回收物都可以进一步回收利用。

工艺设备由原料处理及喂料系统、高温分解反应器、提纯和洗涤系统、控制系统和出料系统组成。

回收的燃气用来满足热分解的需要。

多余的燃气通过管道可供锅炉及内燃机混合使用。

固体副产物能用作SMC、BMC、ZMC和热塑性塑料的填料。

它已成功地应用于A级表面的SMC制品。

粒子回收方式———粉碎。

粒子回收是直接利用热固性复合材料废弃物并不改变化学性质的方法。

回收设备主要是由废料输送机、成粒粉碎机、鼓风机旋风分离器、定量供料箱、分级设备和集尘机等组成。

粉碎后碾磨成的细粉含有一定量的玻璃纤维。

它的分散性很好,可制得具有高附加值的增强型材料。

用细粉取代CaCO2填料和玻璃纤维制得的BMC制品结构特性为标准材料制得BMC
制品的70%,而充模性能提高50%~100%,密度下降10%~15%。

粉碎回收法无论从技术可行性还是实用性来讲,最为可取。

可回收的热固性复合材料废弃物品种较多,对用一般方法难以回收的热固性复合材料废弃物(如BMC废弃物)也能较好的回收,且不会对环境造成污染,是解决热固性复合材料废弃物污染的一个重要发展方向。

目前国内外主要采用的方式是,美国以化学回收方法为主;日本以粒子回收方法为主,通过产学研建立集中处理的工厂;国内以掩埋为主,部分地区研究尝试采用粒子回收方式,如北玻院、枣强县等。

未来国内复合材料回收再利用的发展方向是,借鉴国外的经验,建立集中的工厂,分区域统一处理,与水泥、电厂联合起来,以市场化的方式,由行业组织牵头,充分发挥产学研的作用,联合有实力的企业,利用国家提供的政策支持,系统解决回收再利用,促进行业的可持续发展。

对复合材料的回收再利用需要高度重视。

中国的复合材料回收再利用的重要时期在2010年以后,要加快复合材料回收再利用产业化建设,发挥行业组织的引导作用,认真执行国家政策,加快产业发展。

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