中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所高分子與復(fù)合材料事業(yè)部在薛立新研究員和李娟副研究員的帶領(lǐng)下，經(jīng)過近兩年的艱苦探索，在“熱固性樹脂及其復(fù)合材料的綠色回收”項目上取得重要進展。
該團隊創(chuàng)造性地提出了低溫低壓密封容器法，并發(fā)現(xiàn)了一種低毒低腐蝕的復(fù)合溶液，通過兩步法實現(xiàn)復(fù)合材料的高效分解和回收。該法與目前文獻報道的方法相比，具有低溫、低腐蝕、易處理、回收率高等優(yōu)點，而且預(yù)處理液可以多次反復(fù)使用，減少了溶劑污染。通過控制條件可以在反應(yīng)溫度80-150℃，反應(yīng)時間0.5-2h，有效地降解CF/EP復(fù)合材料，環(huán)氧樹脂降解率可達到90%以上，回收纖維的強度可以保持在原始纖維的90%以上。
熱固性樹脂及其復(fù)合材料大都具有輕質(zhì)、強度高、耐高溫、耐老化、抗腐蝕等優(yōu)點，因此廣泛應(yīng)用于航天、航空、工業(yè)、民用等領(lǐng)域。由于熱固性樹脂固化之后形成不溶不熔的三維網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使其處理和再循環(huán)利用非常困難。隨著熱固性樹脂及復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，其回收問題也越來越突出。許多國內(nèi)外的研究機構(gòu)已紛紛提出了相關(guān)的課題，對其回收問題進行研究。由于目前報道的方法一般需要高溫、高壓和高腐蝕性條件，難以保證回收的碳纖維的質(zhì)量和大規(guī)模推廣使用。
針對這一世界性難題，高分子與復(fù)合材料事業(yè)部從綠色環(huán)保的角度出發(fā)，對熱固性樹脂及復(fù)合材料的回收進行研究。經(jīng)過大量的實驗摸索，在分解回收碳纖維熱固性樹脂復(fù)合材料的方法上取得突破，能夠順利在低溫低壓和溫和的條件下，將復(fù)合材料分解，高效率地回收高品質(zhì)的碳纖維。目前，該團隊正在進一步的完善這種新方法，通過進一步改進反應(yīng)條件來調(diào)控分解產(chǎn)物，擴大方法的適用面和放大的可行性，爭取為廣泛應(yīng)用的復(fù)合材料的回收提供可行的解決方案。
復(fù)合材料處理方案
回收得到的碳纖維SEM