維材料的回收利用情況日益受重視，其回收方法主要有機(jī)械回收、能量回收和化學(xué)回收等，在制造環(huán)節(jié)，約三分之一的碳纖維因修剪未被使用而廢棄，飛機(jī)和風(fēng)能行業(yè)廢料居多，目前回收存在挑戰(zhàn)，原始切割及復(fù)合材料回收的碳纖維質(zhì)量低、耐用性差，難以用于高性能應(yīng)用。

碳纖維材料的回收利用情況

碳纖維復(fù)合材料因其優(yōu)異的力學(xué)性能和輕量化特點，在航空航天、汽車制造、體育用品等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，隨著碳纖維復(fù)合材料的使用量增加，廢棄物的處理和回收利用成為了一個重要的課題。以下是關(guān)于碳纖維材料回收利用的一些關(guān)鍵信息。

回收方法

高溫?zé)峤夥?/h3>

高溫?zé)峤夥ㄊ悄壳拔ㄒ粚崿F(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料回收方法。該工藝在高溫下使復(fù)合材料進(jìn)行降解，得到表面干凈的碳纖維，同時還可以回收部分有機(jī)液體燃料。例如，日本福岡縣的一家中試廠每年可處理60噸碳纖維復(fù)合材料廢棄物，而英國的Milled Carbon Fiber Ltd.每年大約可處理2000噸廢棄碳纖維復(fù)合材料，所生產(chǎn)的再生碳纖維的產(chǎn)量為1200噸。

流化床熱分解法

流化床熱分解法是一種采用高溫空氣熱流對碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行高溫?zé)岱纸獾姆椒?。研究表明，這種方法特別適用于含有其他混合物及污染物的碳纖維復(fù)合材料報廢零部件的回收和利用。

超/亞臨界流體法

超/亞臨界流體法利用超/亞臨界液體的高活性、極強(qiáng)的溶解性等特性，分解碳纖維復(fù)合材料，期望最大限度地保留碳纖維的原始性能，獲得干凈的碳纖維。例如，Pinero Hemanz R等研究了在超臨界水中碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的分解過程，發(fā)現(xiàn)環(huán)氧樹脂的分解率可達(dá)95.3%，且所得到的碳纖維的拉伸強(qiáng)度能夠保持為原始纖維的90%~98%。

廢氣處理

在碳纖維材料的回收過程中，廢氣處理是一個重要環(huán)節(jié)。生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）等有害氣體，對環(huán)境造成污染。因此，廢氣處理顯得尤為重要。常見的處理方法包括吸附法、催化燃燒法和燃燒法等。

吸附法

吸附法利用活性炭纖維（ACF）的高比表面積和多孔結(jié)構(gòu)，有效吸附廢氣中的有害物質(zhì)。這種方法適用于處理組分相對單一、沸點在50℃~200℃、非水溶性、中等濃度的有機(jī)廢氣。

催化燃燒法

催化燃燒法通過高溫催化氧化將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無害的二氧化碳和水，適用于處理有機(jī)廢氣，能夠?qū)崿F(xiàn)高效凈化。

燃燒法

燃燒法通過燃料助燃的方式將廢氣中的有機(jī)物燃燒掉，適用于處理碳纖維工業(yè)尾氣。這種方法需要催化劑，因此建議開展專題研究，以提高處理效果。

結(jié)論

碳纖維材料的回收利用技術(shù)已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但仍面臨一些挑戰(zhàn)，如回收碳纖維的力學(xué)性能下降、回收成本高等問題。未來的研究方向可能包括開發(fā)更高效的回收技術(shù)、優(yōu)化回收工藝以及探索新的應(yīng)用領(lǐng)域，以進(jìn)一步提升碳纖維材料的回收利用率和經(jīng)濟(jì)效益。

碳纖維回收技術(shù)的最新進(jìn)展

碳纖維回收成本如何降低

碳纖維回收后的再利用途徑

碳纖維回收對環(huán)境的影響評估