在過(guò)去的十年中,隨著波音787夢(mèng)想飛機(jī)和空客A380項(xiàng)目的發(fā)展,航空航天領(lǐng)域中碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRPs)的使用量有顯著增加。隨著波音787夢(mèng)想飛機(jī)和空客A380分別約含50%(重量)和20%(重量)的CFRPs。但是這種增長(zhǎng)已產(chǎn)生了顯著數(shù)量的碳纖維復(fù)合材料廢棄物,北美和歐洲預(yù)計(jì)為每年3000噸。目前,在北美,復(fù)合材料廢棄物絕大部分被送到堆填區(qū)。因此,飛機(jī)制造商存在通過(guò)回收或再利用減少浪費(fèi)的壓力,既包括加工過(guò)程中的廢料和也包括使用后的報(bào)廢處置。
回收復(fù)合材料廢棄物在過(guò)去15年里一直是大量研究項(xiàng)目的主題。然而,碳纖維增強(qiáng)的熱固性復(fù)合材料仍然難以回收,因?yàn)樗鼈兪遣煌牟牧辖M成的復(fù)雜混合體,如熱固性聚合物,碳纖維和填料,也可以包含泡沫芯材,金屬嵌件,網(wǎng)絲線,涂料和其他污染物。此外,該熱固性聚合物的交聯(lián)性質(zhì)導(dǎo)致了不可重塑。
為了回收CFRPs,提出并制定了幾種循環(huán)利用技術(shù)。它們可分為兩大類:機(jī)械研磨和纖維回收。目前,纖維回收獲得了動(dòng)力,因?yàn)樗邆渫ㄟ^(guò)化學(xué)或熱過(guò)程分解熱固性樹(shù)脂恢復(fù)高品質(zhì)碳纖維的能力。由于碳纖維的高化學(xué)和熱穩(wěn)定性,纖維回收特別適用于CFRPs。最常見(jiàn)的纖維回收過(guò)程是熱解,定義為在惰性環(huán)境中(通常是CO,CO2或N2)有機(jī)材料(400-700℃)(即聚合物基體)的熱降解。其他纖維回收技術(shù)包括催化轉(zhuǎn)化,流化床反應(yīng)器,和超臨界流體。