廢舊碳纖維/環氧樹脂復合材料熱解回收碳纖維

目前，碳纖維/環氧樹脂復合材料的回收方法可以分為三類：機械法、化學法和熱解法。機械法回收的CFRP可以作為填料，用于建筑等對碳纖維強度要求不高的領域。化學法可以分離得到碳纖維和樹脂，碳纖維的回收效率高，但處理時間長，流程復雜，很難工業化。熱解法可以將CFRP中的樹脂分解，并保留性能良好的碳纖維，所需時間短，回收效率高，具有廣闊的工業化應用前景。

機械法就是把碳纖維/環氧樹脂復合材料廢棄物剪切或壓碎為50um–100mm的碎片，甚至更小的尺寸，然后將這些碎片離分成樹脂粉末和碳纖維顆粒。這種方法成本低、操作簡單而且不產生有害氣體。但是，該方法只能得到短的碳纖維，并且碳纖維經過研磨剪碎，其力學性能被嚴重破壞，該方法得到的大多是低價值的再生產品。

通過化學法回收的碳纖維可以保留大部分的力學性能，但是化學法有如下缺點：除了水以外的大部分溶劑都很昂貴的，而且目前還沒有報道用水作為溶劑回收碳纖維的研究細節；另一方面，廢液的處理也是一個很大的挑戰，廢液的化學成分非常復雜，很難處理；另外，化學法回收CFRP的反應時間長，流程復雜，很難工業化應用。

相比于化學法，熱解法更具有普適性，所需的反應時間較短。通過熱解法回收的碳纖維強度能夠達到原絲的70-90%。值得一提的是，裂解法是迄今為止應用在商業領域的唯一方法。裂解法是在惰性氣氛下，加熱碳纖維/環氧樹脂復合材料廢棄物使樹脂分解成小分子有機聚合物，從而回收碳纖維。這種小分子有機聚合物通常作為石油和天然氣的形式存在，可以用作液體和氣體燃料。其處理方法是在無氧狀態下加熱碳纖維復合材料廢棄物，保持溫度在400-500℃之間，得到的清潔碳纖維可具有90-95%原始纖維的力學性能，同時分解出的熱解氣或熱解油，反應釋放的熱量也可用作熱分解的加熱能量。裂解法也可以用于玻璃纖維的回收。