废旧碳纤维/环氧树脂复合材料热解回收碳纤维

目前，碳纤维/环氧树脂复合材料的回收方法可以分为三类：机械法、化学法和热解法。机械法回收的CFRP可以作为填料，用于建筑等对碳纤维强度要求不高的领域。化学法可以分离得到碳纤维和树脂，碳纤维的回收效率高，但处理时间长，流程复杂，很难工业化。热解法可以将CFRP中的树脂分解，并保留性能良好的碳纤维，所需时间短，回收效率高，具有广阔的工业化应用前景。

机械法就是把碳纤维/环氧树脂复合材料废弃物剪切或压碎为50um–100mm的碎片，甚至更小的尺寸，然后将这些碎片离分成树脂粉末和碳纤维颗粒。这种方法成本低、操作简单而且不产生有害气体。但是，该方法只能得到短的碳纤维，并且碳纤维经过研磨剪碎，其力学性能被严重破坏，该方法得到的大多是低价值的再生产品。

通过化学法回收的碳纤维可以保留大部分的力学性能，但是化学法有如下缺点：除了水以外的大部分溶剂都很昂贵的，而且目前还没有报道用水作为溶剂回收碳纤维的研究细节；另一方面，废液的处理也是一个很大的挑战，废液的化学成分非常复杂，很难处理；另外，化学法回收CFRP的反应时间长，流程复杂，很难工业化应用。

相比于化学法，热解法更具有普适性，所需的反应时间较短。通过热解法回收的碳纤维强度能够达到原丝的70-90%。值得一提的是，裂解法是迄今为止应用在商业领域的唯一方法。裂解法是在惰性气氛下，加热碳纤维/环氧树脂复合材料废弃物使树脂分解成小分子有机聚合物，从而回收碳纤维。这种小分子有机聚合物通常作为石油和天然气的形式存在，可以用作液体和气体燃料。其处理方法是在无氧状态下加热碳纤维复合材料废弃物，保持温度在400-500℃之间，得到的清洁碳纤维可具有90-95%原始纤维的力学性能，同时分解出的热解气或热解油，反应释放的热量也可用作热分解的加热能量。裂解法也可以用于玻璃纤维的回收。