复合材料的回收与再生技术
金属基复合材料发展和应用前景
金属基复合材料的发展现状与应用前景金属基复合材料( M MCs) 问世至今已有30 余年。
M MCs 的耐温性较高, 力学性能( 特别是刚度) 比一般金属的好, 此外它还具有导电性以及在高真空条件下不释放小分子的特点, 克服了树脂基复合材料在航宇领域中使用时存在的缺点, 因此受到航空航天部门的青睐。
然而, 尽管MM Cs 在航天飞机以及其他一些尖端技术中已经获得应用, 但用量很小, 不足以推动其发展。
近年来虽然努力在民用领域寻找机遇, 但终因成本偏高而缺乏与金属等其他传统材料竞争的优势。
因此发展MM Cs 的出路在于寻找降低成本的措施, 同时也要探索能充分发挥其特色的应用领域。
鉴于复合材料的成型工艺占其成本的60% ~ 70% , 所以研究发展高效、省时、低能耗、设备简单、能实现近似无余量成型的工艺方法是当务之急。
1、金属基复合材料制备技术1.1各种制备方法简评MMCs 通常按增强体的形式分类, 如连续纤维增强、短纤维或晶须增强、颗粒增强以及片层叠合等。
由于连续纤维增强的MM Cs 必须先制成复合丝或复合片等先驱体, 工艺复杂而成本高, 因此除了极少量有特殊要求的零件(如航天飞机的结构梁)采用外,目前尚看不到有扩大应用的可能性。
本文着重叙述的是颗粒、短纤维或晶须等非连续增强体的MM Cs, 其中, 颗粒增强的M MCs 已具备批量生产条件, 有良好的发展前景。
迄今, 已开发出不少非连续增强体MMCs的制备方法,见表1在表 1 列出的各种制备方法中, 搅拌混合法和挤压铸造法比较成熟,已具备批量生产的条件。
对搅拌混合法工艺已完成了大量研究工作,其中包括对增强体进行表面处理,以改善其与基体金属的浸润性;调整基体合金元素以减轻界面反应对MMCs性能的影响;在设备方面则改进了搅拌桨的形式以改善增强体分布的均匀性,此外,研究了增强体的加入机构,为降低气孔率还制作了施加负压的装置;在工艺条件上则研究了搅拌速度和金属熔体温度对混合均匀度和产生气泡的影响。
复合材料的环保和可持续发展
复合材料的环保和可持续发展随着科技的不断发展,人类对于材料的需求越来越高,而传统材料的使用却会对环境造成很大的负面影响,因此,复合材料作为一种新型材料逐渐被广泛应用,并且备受关注。
因为其具有优异的性能和环保的特性,复合材料在可持续发展的大趋势下能够发挥更大的作用。
本文将从复合材料的环保和可持续发展角度阐述其意义以及未来的发展趋势。
复合材料是由两种或更多种材料组成的材料,其中一个材料是增强材料,另一个是基础材料。
这种材料的组合可以产生比单一材料更强的性能,可以用在许多领域,如航空、汽车、船舶、建筑和体育器材等。
由于其比传统材料更轻、更坚固、更耐用和更易加工成形,可以减少产品的重量和耗材。
此外,复合材料还可以在制造过程中降低需耗材、减少环境影响,满足可持续发展的要求。
环保是复合材料的一个重要的特性。
在制造复合材料时,常用的材料是可再生并且易于回收的材料,如木材、纤维、玻璃纤维和碳纤维等。
这些材料都是天然的、无毒的,不会对环境造成污染。
在生产过程中,也往往采用一些环保的技术和工艺,比如使用节能的制造机器、减少废弃物的生成量等。
同时,使用复合材料的产品能够减少运输和燃料的使用,降低相关排放的环境影响。
可持续发展是现代社会高度关注的一个主题,任何材料或产品都必须符合可持续发展的要求。
在制造和使用复合材料时,都可以在很多方面优化,进一步符合可持续发展的要求。
首先,复合材料制品可以使用更多的可再生资源,比如生物材料、木头和玻璃纤维。
其次,可以通过重新使用和回收废弃材料来减低浪费,节约资源。
此外,复合材料的可持续发展还包括延长产品使用寿命,减少对环境的污染和减少对家庭和社区健康的负面影响。
随着社会和技术的发展,复合材料的应用逐渐扩大,也在不断地完善。
未来,复合材料还可以通过研究和开发新型材料来实现更多的环保和可持续发展。
其中,利用生物基材料或高性能材料,开发更具生物分解和可回收的产品,将是一个重要的趋势。
同时,复合材料也要逐渐实现生产的智能化和自动化,以减少运营成本,增强市场竞争力。
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。
高分子材料复合与废弃物资源化利用
高分子材料复合与废弃物资源化利用随着现代化的进展,高分子材料已经成为了我们日常生活中不可或缺的一部分。
从塑料袋、塑料瓶、手机、电视、电脑等电子设备到汽车、飞机、火车等交通工具,高分子材料的应用范围非常广泛。
同时,伴随着高分子材料的广泛使用,废弃物的产生也不断增加。
因此,高分子材料复合和废弃物资源化利用已成为了一个非常重要的问题。
高分子材料复合高分子材料复合是利用两种或多种不同的高分子材料,通过加工的方式将它们复合在一起,使得新复合材料具有各自单一材料所不能体现的一些性能。
例如,将聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)进行共混,可以得到一种具有更高韧性、更好耐用性和更好抗撕裂性的材料。
将聚氨酯(PU)和聚丙烯酸酯(PMMA)进行复合,可以得到一种既有PU的弹性又具有PMMA的透明度的材料。
高分子材料的复合可以使得新材料的性能得到显著提升,因此在各个领域都得到了广泛应用。
例如,在建筑材料领域,复合材料可以具有更好的隔热性能、防火性能和耐久性;在汽车领域,复合材料可以具有更好的轻量化、抗风化性能和机械强度等性能。
此外,复合材料还可以具有自修复性能、防水性能、耐腐蚀性能等。
废弃物资源化利用随着高分子材料的广泛使用,大量废弃物也会随之产生。
目前,对于高分子材料的废弃物处理主要有焚烧和填埋两种方式,但这两种方式都有其缺点。
焚烧会产生大量的二氧化碳等有害气体,影响环境;填埋会占用大量的土地资源,并且由于高分子材料的分解需要很长时间,废弃物也会长时间占用土地。
因此,废弃物资源化利用成为了一种有效的处理方式。
废弃物资源化利用的方法可以包括物理方法、化学方法和生物方法。
其中,物理方法主要是对废弃物进行分离、分类和加工;化学方法主要是对废弃物进行化学反应和转化;生物方法主要是通过微生物等生物体将废弃物转化为有用的物质。
高分子废弃物资源化利用的方法包括再生和回收利用两种。
废弃高分子材料可以通过再生的方式得到新的高分子材料,或者通过回收利用的方式得到新的其他的有用物质。
复合材料在风能利用中的应用研究
复合材料在风能利用中的应用研究在当今全球能源转型的大背景下,风能作为一种清洁、可再生的能源,正受到越来越广泛的关注和应用。
而复合材料在风能利用领域的出色表现,为提高风能的利用效率和可靠性发挥了关键作用。
复合材料具有一系列优异的性能,使其成为风能领域的理想选择。
首先,它们具有出色的强度重量比。
这意味着在保证结构强度的同时,可以大大减轻部件的重量,从而降低了整个风力发电系统的成本和负荷。
其次,复合材料具有良好的耐腐蚀性。
风力发电设备通常暴露在恶劣的环境中,如海洋环境中的盐雾、内陆地区的风沙等,复合材料能够有效抵抗这些侵蚀,延长设备的使用寿命。
此外,复合材料还具备良好的可设计性,可以根据不同的需求和工况,定制出具有特定性能的部件。
在风力发电系统中,叶片是关键的部件之一,而复合材料在叶片制造中占据着主导地位。
传统的叶片材料如木材和金属,在强度、重量和耐久性方面逐渐无法满足现代风力发电的需求。
相比之下,复合材料制成的叶片具有更长的长度和更复杂的形状,能够捕获更多的风能。
目前,主流的叶片材料通常是玻璃纤维增强复合材料(GFRP)和碳纤维增强复合材料(CFRP)。
GFRP 具有成本较低、性能可靠的优点,广泛应用于中大型风力发电机叶片。
而 CFRP 虽然成本较高,但其强度和刚度更高,在一些大型和超大型风力发电机叶片中逐渐得到应用,以进一步提高叶片的性能。
除了叶片,复合材料在风力发电的塔筒中也有重要应用。
塔筒需要承受巨大的风力和自身的重量,同时要保证长期的稳定性和安全性。
采用复合材料制造的塔筒,不仅可以减轻重量,便于运输和安装,还能提高塔筒的抗疲劳性能和耐腐蚀性。
此外,复合材料在机舱罩、轮毂等部件中也发挥着重要作用,为整个风力发电系统提供了可靠的结构支持。
然而,复合材料在风能利用中的应用也并非一帆风顺。
一方面,复合材料的成本相对较高,尤其是高性能的碳纤维复合材料,这在一定程度上限制了其更广泛的应用。
另一方面,复合材料的回收和再利用技术仍有待进一步完善。
塑胶制品的回收利用和再生利用技术
塑胶制品的回收利用和再生利用技术随着塑料制品的普及,塑料垃圾也越来越多。
然而,塑料垃圾的处理是一个长期而繁琐的过程。
塑料回收利用和再生利用技术是解决塑料污染问题的有效措施,它可以将废弃的塑料制品加工成新的产品。
一、塑料制品的回收利用回收利用是减少塑料垃圾污染的有效方法。
目前,回收利用主要有以下几种方式。
1.物理回收物理回收是指通过对塑料制品进行分类、清洗和粉碎等处理,将废弃塑料制品变成可用的塑料颗粒。
这些颗粒可以用来制造新的塑料制品。
物理回收目前是最主要的回收方式,种类包括高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。
2.化学回收化学回收是指在高温高压等条件下,将塑料废弃物转化为液体或气体状的化学品。
这些化学品可以再生回到塑料制品中。
化学回收需要投资高额成本,但可以回收更多种类的塑料制品。
3.热能回收热能回收是将塑料废弃物进行焚烧,产生能量的同时消除塑料废弃物。
然而,焚烧塑料废弃物对环境造成的污染比较大。
因此,在进行热能回收时需要进行严格的环保措施。
二、塑料制品的再生技术除了回收利用,再生利用也可以将废弃的塑料制品加工成新的产品,同时减少塑料垃圾的污染和资源的浪费。
再生利用主要分为以下几种方式。
1.生产木塑复合材料木塑复合材料是将塑料和木材定向压制在一起形成的一种新型建筑材料。
这种材料可以回收利用塑料垃圾和木材废弃物,也可以得到很好的市场价值。
2.塑木塑木是一种经特殊加工的塑料制品,具有长寿命、高强度、高弹性和耐腐蚀等特点。
因此,塑木广泛应用于户外休闲类产品,如栏杆、花箱、地板等。
3.再生填充料再生填充料是将废弃的塑料制品加工成固体小颗粒,可以作为填充料。
再生填充料可以广泛应用于家具、汽车、包装等领域,使得这些领域的材料更具轻便性能。
三、塑料回收利用和再生利用技术的未来随着社会和技术的不断发展,塑料回收利用和再生利用技术也会不断提升和完善。
目前,难以回收利用的塑料制品也可以通过新技术进行再生,如生物降解塑料。
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。
41. 再生资源在建筑材料中的应用有哪些?
41. 再生资源在建筑材料中的应用有哪些?41、再生资源在建筑材料中的应用有哪些?在当今社会,资源的可持续利用和环境保护成为了人们关注的焦点。
建筑行业作为资源消耗的大户,也在不断探索和应用再生资源,以实现可持续发展的目标。
再生资源在建筑材料中的应用不仅有助于减少对原生资源的依赖,还能降低建筑成本,同时对环境产生积极的影响。
接下来,让我们详细了解一下再生资源在建筑材料中的各种应用。
一、再生骨料在混凝土中的应用混凝土是建筑中最常用的材料之一,而再生骨料的使用为混凝土的生产带来了新的选择。
再生骨料是由废弃混凝土、砖石等经过破碎、筛分和清洗等处理工艺得到的。
使用再生骨料可以替代部分天然骨料,从而减少对天然砂石的开采。
再生骨料的性能虽然略逊于天然骨料,但通过合理的配合比设计和添加剂的使用,可以生产出性能满足要求的混凝土。
例如,在强度要求不高的非结构性混凝土中,再生骨料的应用效果良好。
此外,再生骨料还能改善混凝土的耐久性。
由于其表面较为粗糙,与水泥浆的粘结力更强,能够提高混凝土的抗渗性和抗冻性。
二、废旧木材在建筑中的应用废旧木材经过处理后,在建筑材料领域也有多种用途。
一方面,可以将其加工成木纤维板或刨花板,用于室内装修中的墙板、天花板等。
这些板材具有一定的强度和隔音性能,能够满足室内装饰的要求。
另一方面,废旧木材还可以用于制作结构构件。
通过先进的连接技术和加固措施,能够将废旧木材重新组合成梁柱等结构部件,应用于轻型木结构建筑中。
此外,废旧木材还可以作为建筑保温材料。
其良好的隔热性能有助于提高建筑的能源效率。
三、废弃塑料在建筑材料中的应用废弃塑料的回收利用也是一个重要的领域。
在建筑中,废弃塑料可以制成塑料管材。
这些管材具有耐腐蚀、重量轻、安装方便等优点,广泛应用于给排水系统中。
同时,塑料还可以与其他材料复合,制成塑料改性沥青。
这种改性沥青用于道路铺设时,能够提高路面的耐久性和抗裂性能。
另外,废弃塑料经过加工还能制成建筑模板。
聚合物基复合材料废弃物几种处理方法概述
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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
碳纤维的回收方法
碳纤维是一种高强度、高刚度、高模量的复合材料,广泛应用于航空、汽车、体育器材、建筑等领域。
由于其制造成本高昂,废弃的碳纤维制品需要进行回收再利用。
以下是一些常见的碳纤维回收方法:
1. 机械回收法:将废弃的碳纤维制品破碎成小颗粒,再经过筛分、清洗等处理,得到可用于再生的纤维。
这种方法适用于较粗的碳纤维制品,回收率较高。
2. 化学回收法:将废弃的碳纤维制品浸泡在酸液中,使其分解成碳黑和其他化学物质。
然后将碳黑和其他化学物质进行分离、洗涤、干燥等处理,得到可用于再生的碳纤维。
这种方法适用于较细的碳纤维制品,回收率较高。
3. 热解回收法:将废弃的碳纤维制品加热到高温,使其热解成气体和固体产物。
固体产物经过冷却和处理后,得到可用于再生的碳纤维。
这种方法适用于高温下热解的碳纤维制品,回收率较高。
4. 生物降解法:将废弃的碳纤维制品用微生物进行降解,得到可用于再生的有机物。
这种方法还在研究阶段,尚未实现工业化生产。
需要注意的是,碳纤维回收需要专业的设备和技术,同时也需要考虑到回收后的碳纤维制品的性能和质量问题。
风电叶片等复合材料固废资源化利用产业发展报告
书中还提到了建立环境友好、资源节约的退役技术标准体系的重要性。这让 我深刻认识到,在推动新能源产业绿色循环发展的过程中,不仅需要技术创新和 产业升级,还需要建立和完善相关的标准和规范,以保障产业的健康、有序发展。
我想说的是,这本书不仅让我对于新能源产业绿色循环领域有了更深入的了 解,也激发了我对于这一领域的热情和兴趣。我相信,在未来的学习和工作中, 我将继续这一领域的发展动态,积极参与相关研究和实践活动,为推动新能源产 业绿色循环发展贡献自己的一份力量。
内容摘要
这些方法各有优缺点,适用于不同类型的固废和不同的应用场景。例如,机械回收适用于叶片等 大型结构件的拆解和再利用,而热解回收则更适用于处理含碳复合材料,提取有价值的碳材料。 本书还深入探讨了固废资源化利用产业发展的制约因素和挑战。这些因素包括技术瓶颈、市场接 受度、政策环境等。为了推动产业的健康发展,需要政府、企业、研究机构等多方共同努力,加 大技术研发和投入,完善相关政策和标准,提高市场认知度和接受度。 本书对风电叶片等复合材料固废资源化利用产业的未来发展进行了展望。随着技术的不断进步和 市场的日益成熟,固废资源化利用将成为风电产业可持续发展的重要一环。未来,该产业将朝着 更高效、更环保、更经济的方向发展,为风电产业的健康发展提供有力支撑。 《风电叶片等复合材料固废资源化利用产业发展报告》一书全面而深入地剖析了风电叶片等复合 材料固废资源化利用的现状和未来趋势,为相关产业的发展提供了宝贵的参考和指导。
在当今社会,随着风电等可再生能源的快速发展,风电叶片等复合材料固废 的产生量也在不断增加。如何有效地对这些固废进行资源化利用,不仅关系到环 境保护,也直接关系到相关产业的可持续发展。在此背景下,《风电叶片等复合 材料固废资源化利用产业发展报告》一书应运而生,旨在为相关产业提供有益的 参考和指导。
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。
装配式建筑施工中的二次利用措施
装配式建筑施工中的二次利用措施随着人们对可持续发展和环境保护意识的增强,装配式建筑作为一种高效、节能、环保的建筑方式受到越来越多的关注和应用。
然而,由于装配式建筑具备可拆卸、可重复使用的特点,在施工完成后,如何进行二次利用成为一个重要的问题。
本文将介绍几种常见的装配式建筑施工中的二次利用措施。
一、材料回收与再利用装配式建筑使用了大量的绿色材料,例如钢材、木材以及各类复合材料等。
在拆除过程中,可以通过精确标记和记录每个构件的位置和状态,从而实现对这些材料的回收。
不仅可以减少资源浪费,还可以降低拆除和废物处理所带来的环境压力。
回收后的材料可以再加工处理,并在其他项目中重新使用。
二、设备及设施再利用在装配式建筑施工过程中所使用到的设备和设施也具有较高价值。
例如,起重机械、钢模板等,经过检修和维修后,可以在其他工地继续使用,减少资源投入和成本支出。
而且这些设备和设施的再利用,也有助于提高资源的利用率和项目的经济效益。
三、旧建筑改造为装配式建筑将旧建筑改造为装配式建筑是一种较为常见的二次利用措施。
通过对旧建筑进行拆除后的构件回收,并在现场进行再组装,不仅能够大幅度减少施工时间和成本,同时也能够有效降低对环境的影响。
例如,将废弃厂房改造成为居民住宅,在保留原有结构的同时,更换新材料和设备,符合现代人们对于住宅环境所追求的舒适性和健康性。
四、模块化拆除与重组装配式建筑通常采用模块化设计和制造方式,因此,在需要二次利用时可以实现模块化拆除与重组。
这种方式可以提高搭建速度、节约资源,并且可以根据需要对功能进行重新配置。
例如,在办公楼改造中,可以实现办公室空间功能灵活转换;在学校教学楼改造中,则可以实现教室和实验室之间的模块化拆卸与重组。
五、建筑拓展和增容装配式建筑不仅可以进行二次利用,还可以通过建筑拓展和增容来满足需求的变化。
相比传统施工方式,装配式建筑在进行拓展和增容时更加便捷。
例如,在公司办公区域需要扩大时,只需新增模块进行堆叠即可,不需要对整个楼层或大面积空间进行改造。
玻璃纤维增强风力发电设备的制造与应用
玻璃纤维增强风力发电设备的制造与应用1. 前言随着全球对可再生能源的需求不断增长,风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,正逐渐成为能源结构调整的重要方向。
风力发电设备的制造和应用也因此受到了广泛关注。
其中,玻璃纤维作为一种重要的增强材料,在风力发电设备的制造与应用中发挥着重要作用。
2. 玻璃纤维的特性及在风力发电设备中的应用2.1 玻璃纤维的特性玻璃纤维是一种由熔融玻璃通过拉丝工艺制成的纤维材料,具有高强度、高模量、轻质、耐腐蚀、绝缘性能好等优点。
玻璃纤维的这些特性使其在风力发电设备制造中具有广泛的应用前景。
2.2 玻璃纤维在风力发电设备中的应用玻璃纤维在风力发电设备中的应用主要包括叶片、塔架、基座等部件的制造。
2.2.1 叶片风力发电机的叶片是捕获风能并转换为机械能的关键部件。
玻璃纤维叶片具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点,可以有效提高风力发电机的发电效率。
此外,玻璃纤维叶片的设计和制造技术不断发展,已经可以满足不同风速和功率需求的风力发电机的要求。
2.2.2 塔架风力发电机的塔架是支撑整个风力发电机的重心所在,需要具备较高的强度和稳定性。
玻璃纤维塔架具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点,可以有效降低塔架的维护成本,并提高整个风力发电系统的可靠性。
2.2.3 基座风力发电机的基座需要具备较高的强度和稳定性,以保证风力发电机在复杂的环境下稳定运行。
玻璃纤维基座具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点,可以有效降低基座的制造成本,并提高整个风力发电系统的可靠性。
3. 玻璃纤维增强风力发电设备的制造技术3.1 叶片制造技术叶片的制造技术主要包括预成型、真空灌注、手糊等方法。
其中,预成型技术是一种高效的叶片制造方法,可以通过模具对玻璃纤维进行预成型,从而提高叶片的整体性能和制造效率。
3.2 塔架制造技术塔架的制造技术主要包括管材extrusion、缠绕、拉挤等方法。
其中,拉挤技术是一种高效的塔架制造方法,可以通过模具对玻璃纤维进行拉挤,从而提高塔架的整体性能和制造效率。
复合材料的回收与再生技术
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图8-4 热塑性聚合物基复合材料的再生流程示意图 热塑性聚合物基复合材料
连续纤维增强的高性能复合材料,采用缠绕、拉拔等工艺 作为承力结构用于航天航空和要求高的场合,强度500MPa以上
加入10%回收填 料 加入15%回收填 料 加入20%回收填 料
良好
1.77
182
1.03
良好
1.74
184
1.00
良好
1.72181Fra bibliotek0.98
良好
1.69
170
0.88
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(2)化学回收
初步粉碎的热固性聚合物基复合材料可以通 过化学方法分解成为气态、液态和固态物质,分 别进行回收。化学方法通常有热裂解法、反相气 化法和催化裂解法等。
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(1)机械回收
机械回收是先把待回收物粉碎成 100mm2 左右的碎片 (化学回收同样需要),然后用不同的机械设备制成粒料 或粉末。这些粒料和粉末可作为复合材料的填料,达到回 收的目的。粉碎机械的类型及作用原理如表 8-1所示。粉 碎得到的粒子粒径不等,一般在 13um-40um ,其中以喷气 磨机较细。回收的复合材料细粒密度比 CaCO3 填料小 30 % 左右,是取代CaCO3填料的佳品。实验证明,回收粒子作为 填料,在15%含量以下对复合材料性能影响不大。以SMC碎 粒回填到 SMC原材料中压制出的复合材料的力学性能见表 8 -2。可见添加回收料后力学性能没有明显降低。
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(1)热裂解法
裂解法可以得到低分子量的烷烃、烯烃和CO、H2 等气体以及类似原油的液体,固体残渣为破碎的纤维、 填料和焦炭。裂解开始需要引入天然气或丙烷作为加 热反应器的原料,一旦有气体裂解即可切换,将产物 改作燃料。 据报道,这种工艺在经济上是可取的,其裂解的 液态产物组分与石油相近但价格较便宜,可作为燃料 使用。固体残留物经过粉碎筛选作为填料使用,其成 本并不比直接机械粉碎高,而且增强效果很好。图8 -1为热解流程示意图。该流程既适用于热固性基体 复合材料,也能用于热塑性基体复合材料。
复合材料的回收与再生技术
1.复合材料回收与再生的必要性 2.复合材料和塑料制品回收与再生现状 3.复合材料的回收技术 4.复合材料的再生技术
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1、回收与再生的必要性
复合材料以轻质高强,耐腐蚀等优异性能,被广泛应 用于各行各业。然而,伴随复合材料的高强、耐腐蚀性, 也使复合材料的废弃物的处理变得非常棘手。特别是热固
切割机
碎石机
剪切力
平面间压力压碎
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表8-2 在SMC原材料中添加回收粒料后的力学性能
材料 未加回收填料 浸渍性能 良好 密度 (g/cm3) 1.8 抗弯强度 (MPa) 187 弯曲模量 (GPa) 1.02
加入5%回收填 料
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3.复合材料的回收技术
1.热固性聚合物基复合材料的回收
2.热塑性聚合物基复合材料的回收
3.金属基复合材料的回收
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1.热固性聚合物基复合材料的回收
在工业发达国家,特别是在欧洲,热固性复合材料回收利用技术日益受 人关注。各有关大公司共同投资、联合建厂,政府资助。回收加工厂多 以粉碎和热解法技术为主,已具备一定的规模,技术日趋成熟。其主要 研究方向大致分为两个方面,一是研究非再生热固性复合材料废弃物的 处理新技术;二是开发可再生、可降解的新材料。
性复合材料废弃物对环境的污染引起人们的广泛关注。热
固性复合材料的废弃物主要来自生产过程中的残次品、边 角料及丧失功能的复合材料制品。显然,热固性复合材料 废弃物品种、产量越多,其废弃物越多 。
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2、复合材料回收现状
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(1)机械回收
机械回收是先把待回收物粉碎成 100mm2 左右的碎片 (化学回收同样需要),然后用不同的机械设备制成粒料 或粉末。这些粒料和粉末可作为复合材料的填料,达到回 收的目的。粉碎机械的类型及作用原理如表 8-1所示。粉 碎得到的粒子粒径不等,一般在 13um-40um ,其中以喷气 磨机较细。回收的复合材料细粒密度比 CaCO3 填料小 30 % 左右,是取代CaCO3填料的佳品。实验证明,回收粒子作为 填料,在15%含量以下对复合材料性能影响不大。以SMC碎 粒回填到 SMC原材料中压制出的复合材料的力学性能见表 8 -2。可见添加回收料后力学性能没有明显降低。
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图8-1 聚合物基复合材料的回收装置及产物
复合材料废料
气体分配器
气体贮槽
液化石油气 化学品
取暖燃料 化学原料 液化石油气 汽化器燃料 煤油 柴油
据统计,全世界的复合材料的年产量超过 500万吨,其废
弃物达 100万吨,回收利用率为 10%。我国还没有这方面 的统计,但从中国玻璃钢工业协会统计的 2001年我国玻璃 钢/复合材料 45万吨的年产量分析,这个数字也不会小, 而且我国 80%左右的复合材料制品为手糊生产,生产中产 生的废弃物更多,且回收利用率尚属空白。
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表8-1 粉碎机类型及作用原理
粉碎机类型 粉碎原理
滚筒式压轧机
高速滚压机:气流冲击型-冲击压 碎机空气流分离型-冲击磨碎机 球磨机 喷气磨机:气流冲击型 冲击平板型
压力粉碎
冲击力+压力粉碎 冲击力+研磨作用 冲击力+研磨作用 粉碎粒子间研磨 冲击板冲击+粒子研磨
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目前,我国对热固性复合材料废弃物的处理主要采取填埋和焚烧。填埋 原则上选择在山沟或荒地,也有些单位采取就近掩埋。这种方法造成土 壤的破坏和大量土地的浪费。焚烧一般采用直接燃烧,这种方法比较简 单,不会造成土地浪费,但由于燃烧中产生大量毒气,造成环境污染。 有关我国处理热固性复合材料废弃物的其它方法尚未见文献报道。
热固性聚合物基复合材料目前产量最大,其废品主要有三种来源:生产过 程中的边角料,特别是尚未完全固化的预浸边角料;使用后的废弃物;不 合规格的废品。回收方法有机械回收和化学回收。不管采用那一种回收方 法(如图1所示),固化的热固性复合材料必须首先切碎成可用的块状。一般 开始时将其切成约为5cm×20cm的块状,以后是否需进一步切小取决于 最终的用途。采用化学回收法,即高回收过程如下图所示。
加入10%回收填 料 加入15%回收填 料 加入2
1.03
良好
1.74
184
1.00
良好
1.72
181
0.98
良好
1.69
170
0.88
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(2)化学回收
初步粉碎的热固性聚合物基复合材料可以通 过化学方法分解成为气态、液态和固态物质,分 别进行回收。化学方法通常有热裂解法、反相气 化法和催化裂解法等。