胺類固化環(huán)氧樹脂的解聚機理及CFRP回收技術(shù)研究.pdf

1、碳纖維增強復合材料（CFRP）具有高模量、耐熱性能優(yōu)良、質(zhì)量輕、高強度等優(yōu)異的性能，在航空航天、汽車、造船、體育休閑等制品中的應用日益廣泛。隨著需求量的增加，其廢棄物也逐年增加，給環(huán)境造成了嚴重的負擔。環(huán)氧樹脂是CFRP制品中應用最多的基體，由于其固化后形成交聯(lián)的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，采用常規(guī)化學溶劑無法將其溶解或加熱熔融，因此，采用合理的處理方法對CFRP制品廢棄物進行回收已經(jīng)成為一個重要的研究課題。
　　本文在充分歸納目前國內(nèi)外對CF

2、RP制品廢棄物回收的研究現(xiàn)狀的基礎上，制定了以硝酸為介質(zhì)，采用常壓溶劑法解聚胺類固化環(huán)氧樹脂及其復合材料的研究方案。研究了不同解聚條件（反應溫度、硝酸濃度、反應時間）對解聚效果的影響，并以解聚率和回收碳纖維的強度保留率為指標，確定了最佳的解聚條件；對解聚產(chǎn)物進行紅外和SEM分析，揭示了解聚反應的機理；根據(jù)反應速率的測定方法，對其反應動力學進行了研究，建立了反應的動力學模型。
　　研究結(jié)果表明，樹脂的解聚率隨著反應溫度、硝酸濃度和反

3、應時間的增加而增大，其中硝酸濃度是最重要的影響因素。在95℃8mol/L硝酸分解液的作用下，23h后復合材料中樹脂的解聚率達99.18％，熱重分析和掃描電子顯微鏡觀察結(jié)果均表明回收碳纖維的表面附著的樹脂很少、有輕微的氧化刻蝕；回收碳纖維的單絲強度有一定的損失，但是其保留率仍可達到80%以上，能夠?qū)ζ溥M行回收和再利用。
　　測定了胺類固化環(huán)氧樹脂在硝酸介質(zhì)中的宏觀反應速率和反應的活化能，建立了其反應的動力學模型。通過恒定硝酸濃度法可