废弃碳纤维/环氧树脂复合材料的热解特性及动力学研究

采用热重分析仪对废弃碳纤维/环氧树脂复合材料(CF/EP复合材料),分别在升温速率为6. 67℃·min^(-1)、10℃·min^(-1)和13. 33℃·min^(-1)下进行热解,考察了不同气氛及不同升温速率对CF/EP复合材料热解的影响。结果表明:升温速率和反应气氛对废弃CF/EP复合材料热解过程及特性有重要影响;废弃CF/EP复合材料在氮气氛下热解反应速率较快阶段只有一个阶段,为第一失重阶段,且为一级反应模式。废弃CF/EP复合材料在空气氛下的热解反应速率较快阶段有两个阶段,第一失重阶段为二级反应模式,第二失重阶段为0. 5级反应模式;空气氛下热解第一失重阶段在相同分解温度下与氮气氛下热解反应机理不同;提高升温速率可显著增加废弃CF/EP复合材料热解的表观活化能和指前因子;经外推法可知,氮气氛表观活化能为55. 84 kJ·mol^(-1),空气氛第一失重阶段表观活化能为39. 24 kJ·mol^(-1),第二失重阶段表观活化能为-8. 62 kJ·mol^(-1)。

利用均匀设计法优化废弃热固性碳纤维复合材料热解工艺

为确定废弃热固性碳纤维复合材料(CF/EP复合材料)热解反应的实验条件,在自制的管式热解反应器中进行CF/EP复合材料热解试验,考察了热解过程及主要影响因素。结果表明:热解终温、升温速率和保温时间等实验条件对废弃热固性碳纤维复合材料热解产率影响较大,通过均匀设计及回归分析法确定了最佳热解操作条件:热解终温515℃,保温时间10min和升温速率18℃/min。在该条件下进行验证性实验,并将回收的碳纤维表面性能与原纤维进行比较,表明均匀设计优化所得结果准确可靠。

玻璃/铝基废弃物复合材料研究进展

利用废玻璃和废铝制备废弃物复合材料,开辟了废玻璃和废铝易拉罐新的再生利用途径。简要介绍了废玻璃/废铝易拉罐复合材料的制备方法和工艺,玻璃增强体与基体铝液之间的界面结合、浸润性和分散性,计算流体力学数值模拟在玻璃/铝复合材料中的应用,玻璃/铝复合材料的力学性能及其影响因素。最后,结合玻璃/铝废弃物复合材料的使用要求,对未来玻璃/铝废弃物复合材料的研究方向和发展趋势进行了探讨和展望。

聚乙烯废弃物复合材料的化学改性研究

采用从造纸废渣中分离出的二次纤维和废塑料制得二次纤维/聚乙烯废弃物复合材料。研究了NaOH预处理、二次纤维的用量以及苯甲酸改性对复合材料力学性能的影响。结果表明:NaOH的质量分数为2%,处理时间为20 min,用量约质量比20%,苯甲酸的用量为质量比4%时,所得复合材料的综合性能最佳。

不同温度条件下废弃牛奶盒/聚乙烯复合材料性能的研究

研究了温度对于废弃牛奶盒/聚乙烯复合材料性能的影响。结果表明:(1)废弃牛奶盒/聚乙烯复合材料在52、85、-29、-40℃四种典型的温度环境中处理15 d后,各个方向的尺寸变化率符合热胀冷缩的规律,且各个方向的尺寸变化率呈现出典型的各项异性特征,其中厚度方向的尺寸变化率最大;(2)材料在52、85℃下处理一个月后,弹性模量和弯曲强度都降低了很多,且随着温度的升高,降低的幅度也有所增加,85℃下材料几乎丧失了弯曲强度;在-29、-40℃下处理一个月后,弹性模量和弯曲强度都呈现出了增大的趋势,且随着温度的降低,增大的幅度也在变大;(3)材料经历不同的温度段的冻融循环后,弹性模量和弯曲强度降低的幅度随着温度差的增加而增加;随着循环次数的增加而增加;与经历单纯的高温或者低温的材料的弹性模量和弯曲强度保留率进行对比,冻融循环对材料的弯曲性能影响更大。

聚合物基废弃物复合材料改性研究

研究了偶联剂对废弃物复合材料改性的影响,分析了不同条件下废弃物复合材料的抗弯强度、抗拉强度性能指标的变化规律。结果表明:通过偶联剂的改性,聚合物基废弃物复合材料的性能有明显改善。

风力发电复合材料叶片废弃物的几种处理方法分析

在简述风电叶片发展历史同时,对叶片制造特点及其相关废弃物来源、后期数量、处理必要性与可行性等进行了详细阐述。随后根据风力发电复合材料叶片废弃物相关特点等,从环境影响、处理费用、处理所得物用途三方面,对物理粉碎法、材料再循环与能量回收结合法、水泥制造法、焚烧热能法四种可能处理方法进行了深入分析;分析得出因废弃物本身及处理后可替代物价值较低,进而致使处理时环境效益或有一定优势,但经济效益不理想。最后根据该类废弃物特点及处理分析结论,并结合我国实际情况,建议后期优先发展水泥制造法,适时适地适当发展焚烧热能法、物理粉碎法。

废弃牛奶盒/聚乙烯复合材料耐老化性能的研究

对放置在阳光曝晒环境、户外自然干湿环境和氙灯耐气候老化箱三种环境中进行老化实验的废弃牛奶盒/聚乙烯复合材料的颜色变化和抗弯性能进行了研究,结果表明:①材料在三种环境下都发生了褪色,影响了材料的美感和顾客的喜好程度;②氙灯耐气候老化箱对材料的颜色变化影响最大,其次是阳光曝晒环境,最后是户外自然干湿环境;③在阳光曝晒环境和户外环境中放置6个月后,材料的弹性模量和抗弯强度均呈现出先下降后又上升的趋势,而在氙灯环境中放置1500h后,其弹性模量和抗弯强度明显下降。

化学改性二次纤维/聚乙烯废弃物复合材料研究

采用从造纸废渣中分离出的二次纤维和废塑料,制得二次纤维/聚乙烯废弃物复合材料。研究了KH550预处理、二次纤维的用量以及增容剂对复合材料力学性能的影响。结果表明:KH550的浓度为2%,预处理时间为20min,二次纤维用量约20%,增容剂的用量为6%时,所得复合材料的综合性能最佳。

玻璃/铝基废弃物复合材料搅拌流场的模拟

运用流体软件Fluent对采用机械搅拌法制备的玻璃/铝基废弃物复合材料流场进行模拟,采用MRF动参考系模型、多相流Mixture混合模型及标准k-ε模型,模拟使用三层正交组合轴流搅拌桨产生的流场。结合搅拌工艺特点对模拟的结果进行了分析,通过分析搅拌槽的宏观流场、轴向速度和径向速度分布,定性指出了各区域搅拌混合的效果,并同其它搅拌桨产生的流场进行了比较。

制备玻璃/铝基废弃物复合材料搅拌槽的结构优化

运用流体软件FLUENT对采用机械搅拌法制备玻璃/铝基废弃物复合材料的搅拌流场进行模拟,采用MRF动参考系模型和标准k-ε模型,在稳态条件下模拟了正交组合轴流搅拌桨在不同离底高度、不同层间距和不同直径产生的流场。分析各种参数条件下搅拌槽宏观速度场、轴向速度和径向速度的分布。结果表明,搅拌桨离底高度h=50mm,搅拌桨层间距l=65mm,搅拌桨直径d=110mm,搅拌槽流场有利于流体的搅拌混合。

复合材料叶片废弃物处理方法分析(一)

本文简述了中国风能利用与风电叶片发展历史,并对叶片制造特点及其相关废弃物来源、后期数量、处理必要性等进行了详细阐述。随后根据风力发电复合材料叶片废弃物相关特点等,从环境影响、处理费用、处理所得物用途3方面对物理粉碎法、物理化学法、水泥制造法、焚烧热能法4种可能处理方法进行深入分析;分析得出因废弃物本身及可替代物价值较低,进而致使处理时环境效益或有一定优势,但经济效益不理想。最后根据该类废弃物特点及处理分析结论,并结合我国实际情况,建议后期优先发展水泥制造法等综合处理技术,适时适地适当发展焚烧热能法、物理粉碎法。

复合材料废弃物的资源化研究

提出了复合材料废弃物与各单一组分材料废弃物的区别 ,并分类介绍了复合材料废弃后的资源化现状 。

纤维增强热固性复合材料废弃物回收处理技术及产业化现状

随着纤维增强热固性复合材料废弃物日益增多,其回收利用处理问题已然成为工业界共同关注且亟待解决的新问题。本文介绍了当前国内外纤维增强热固性复合材料回收利用处理的主要技术方法原理,包括物理回收法、能量回收法和化学回收法,并进行了方法对比,结合实例分析了国内外相关技术研究进展及产业化现状,最后在总结未来纤维增强热固性复合材料回收处理发展趋势的基础上,提出了相应的建议。

化学改性二次纤维和聚乙烯废弃物复合材料研究

采用从造纸废渣中分离出的二次纤维和废塑料,制得二次纤维、聚乙烯废弃物复合材料。研究了KH550预处理、二次纤维的用量以及增容剂对复合材料力学性能的影响。结果表明:KH550的浓度为2%,预处理时间为20min,二次纤维用量约20%,增容剂的用量为6%时,所得复合材料的综合性能最佳。

废弃吸水性复合材料的回收和应用

废弃吸水性复合材料的生产采用了各类高分子材料,含有多种可供回收的宝贵资源。回收再生塑料、高分子吸水树脂,代替通过采矿、运输、合成得到的合成树脂,可大幅度减少大气和水污染,节约原材料以及能源消耗。

用废玻璃和废铝制备耐磨复合材料的工艺研究

以废玻璃和废铝为原料,采用搅拌浇铸法制备玻璃/铝基废弃物复合材料。研究了玻璃颗粒形态、粒径、含量及制备工艺(温度、搅拌方式、时间)对复合材料微观组织和力学性能(如抗拉强度、耐磨强度)的影响。结果表明,玻璃颗粒较均匀地分布于铝基体中,界面结合良好;玻璃颗粒质量分数为10%～15%时,与铝基体相比,复合材料的耐磨性能提高较佳,抗拉强度的提高不明显。

国内外复合材料回收再利用现状

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。

碳纤维复合材料回收再利用现状

介绍了目前碳纤维复合材料回收再利用的技术现状,并对碳纤维复合材料的回收再利用需求进行了分析。指出碳纤维复合材料主要采用热解回收技术,具有低成本化、精细化和联合化等特点。碳纤维复合材料回收再利用技术的发展,将引领复合材料产业向绿色可持续的方向发展。

醋酸溶胀回收废弃碳纤维增强聚合物基复合材料

针对废弃碳纤维增强聚合物基复合材料(CFRP)在机械法回收过程中碳纤维长度和强度损失较高的难题,采用醋酸溶胀法改善CFRP机械加工性能,以降低碳纤维长度和强度损失,提高CFRP机械回收产物再利用价值。结果表明,CFRP中的固化环氧树脂(CEP)能够在醋酸介质中快速溶胀并发生轻微降解。CFRP在140°C醋酸中浸泡1 h会发生软化现象(树脂溶胀率和降解率分别为78.88%和4.49%),当温度提升至160~220°C后CFRP会发生分层现象(树脂溶胀率为101.54%~147.00%,降解率为9.08%~14.40%)。这些软化或分层产物易于被机械裁切成细条状、薄片状或其他各种形状。将烘干后的裁切产物或分层产物与适量未固化环氧树脂混合,采用热压法可重新制备CFRP。新制备的CFRP的抗弯强度可达到原始CFRP的47%~89%。本研究结果可为热固性环氧树脂复合材料绿色回收提供参考。