4.當(dāng)前問題與展望
FRP回收的主要問題之一是由于聚合物的積累而產(chǎn)生廢物以及污染物。聚合物回收主要采用化學(xué)和機(jī)械回收策略。然而，在這些回收處理過程中，隨著機(jī)械和熱性能的降低，回收的聚合物表現(xiàn)出性能的退化。聚合物添加劑的摻入包括穩(wěn)定劑，抗氧化劑、礦物填料、改性劑和增容劑改善了這些FRP的機(jī)械特性和熱穩(wěn)定性。
熱塑性塑料是輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的首選。基于熱塑性塑料的FRP易于再加工、重塑和復(fù)制。然而，這些復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)最大值時(shí)表現(xiàn)出較低的機(jī)械特性工作溫度。此外，這些復(fù)合材料沒有與液體模塑技術(shù)的兼容性產(chǎn)品。含低粘度熱塑性塑料的FRP可以由于優(yōu)異的機(jī)械性能、最小的環(huán)境影響和易于回收，可用于替代熱固性FRPs。FRP包含通過回收制造的熱塑性基質(zhì)表現(xiàn)出不好的粘合強(qiáng)度和潤(rùn)濕性。不同熱塑性塑料的處理，包括聚酰胺（PA），聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、ABS、聚醚醚酮（PEEK）、聚碳酸酯（PC）和聚醚酰亞胺（PEI），其工藝將有助于改善材料機(jī)械特性。
回收FRP應(yīng)用于可再生能源和汽車工業(yè)。然而由于流程密集、成本等原因，很難從EOL階段回收FRP。回收的FRP可用于電池外殼、儀表板和保險(xiǎn)杠的制造方面。同樣FRP由于其優(yōu)異的機(jī)械特性廣泛應(yīng)用在風(fēng)電領(lǐng)域。復(fù)合材料廢物主要是通過對(duì)故障部件的處理過程產(chǎn)生。根據(jù)數(shù)據(jù)，風(fēng)力渦輪葉片有超過6%的重量包含FRP，在歐洲，葉片產(chǎn)量到2022年將達(dá)到50000噸/年。此外風(fēng)能葉片產(chǎn)生的廢物在接下來的20年內(nèi)將超過100萬噸。與汽車行業(yè)類似，回收FRP在風(fēng)電領(lǐng)域的應(yīng)用需要進(jìn)一步探索，以推進(jìn)FRP廢物回收方案的建立。
當(dāng)前，復(fù)合材料回收廢物大規(guī)模應(yīng)用受限，其主要原因是由于回收材料性能的限制，不能滿足應(yīng)用的相關(guān)需求，另外政府對(duì)回收復(fù)合材料廢物的再利用應(yīng)用有限。回收技術(shù)的前沿研究是探索處理復(fù)合材料廢物的最佳方法。政府還需要鼓勵(lì)并為回收行業(yè)提供資金支持。此外，還需要開發(fā)新型經(jīng)濟(jì)可行有效回收CFs和GFs的方法。進(jìn)一步的需要對(duì)這些材料進(jìn)行研究，以開發(fā)液體模塑相容材料、新型可生物降解熱固性材料和低粘度熱塑性塑料。這必將影響未來的循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系。除此之外，用新型熱塑性塑料替代熱固性樹脂以提高復(fù)合材料在各種工程中的應(yīng)用。最后，預(yù)計(jì)在未來幾年，可用性生物降解材料的熱固性樹脂和再生纖維將是環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的解決方案重點(diǎn)。
5.結(jié)論
目前，由于環(huán)境問題，人們對(duì)可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境友好材料產(chǎn)生了極大的興趣。本文對(duì)聚合物復(fù)合材料應(yīng)用產(chǎn)生的環(huán)境問題有所擔(dān)憂。復(fù)合材料廢物傳統(tǒng)上通過焚燒和填埋技術(shù)處理，這兩種技術(shù)都不環(huán)保。工業(yè)中聚合物復(fù)合材料廢物處理廣泛使用的合理解決方案之一是通過回收技術(shù)回收廢物。本文重點(diǎn)介紹了聚合物復(fù)合材料的回收和再利用的一些研究進(jìn)展，以及提供如最大循環(huán)溫度等有關(guān)工藝的加工參數(shù)。由于這些工藝參數(shù)控制著在回收過程中總體能量需求，因此對(duì)回收效果的影響顯著。此外本文還對(duì)回收過程進(jìn)行了分類。熱回收是回收復(fù)合材料的最佳方法之一，能夠回收合成纖維和環(huán)氧樹脂。機(jī)械回收是最不消耗能量的回收過程，同時(shí)回收物的物理性質(zhì)也能得到保持。在所有發(fā)表的回收技術(shù)中，聚合物復(fù)合材料的化學(xué)回收是相對(duì)價(jià)格最高，工藝最復(fù)雜的回收過程。本文意在為不同行業(yè)的研究人員關(guān)于復(fù)合材料廢物處理的問題提供相關(guān)知識(shí)。
此文由中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)翻譯，文章不用于商業(yè)目的，僅供行業(yè)人士交流，引用請(qǐng)注明出處。