Utylizacja odpadów kompozytów z włókna węglowego

Czarne złoto

Włókno węglowe (CF) to czarne, nieorganiczne włókno polimerowe, wykonane z pierwiastków węglowych, o strukturze molekularnej przypominającej granicę między grafitem a diamentem. Charakteryzuje się przewodnością cieplną, przewodnością elektryczną, odpornością na wysokie temperatury, odpornością na tarcie, odpornością na korozję itp. Jest wykorzystywane głównie do ulepszania żywic, metali, ceramiki, cementu i innych materiałów konstrukcyjnych jako zaawansowany materiał konstrukcyjny i jest szeroko stosowane we wszystkich dziedzinach życia. Pojawienie się włókna węglowego i jego materiałów kompozytowych jest ostatnio określane mianem „czarnych rewolucjonistów XXI wieku”.

części CNC z włókna węglowego (9)

Wartość i znaczenie odzyskiwania odpadów z włókna węglowego

 

Tak jak wszystko ma swoje dwie strony, włókno węglowe ma swoje ograniczenia i wyjątkowe właściwości, nieporównywalne z właściwościami innych, ulepszonych materiałów, o których mowa powyżej. Jego ograniczenia wynikają głównie z trzech aspektów: po pierwsze, niskiej odporności na uderzenia, łatwości uszkodzeń oraz prostej krzywej zależności naprężenie-odkształcenie, co prowadzi do spadku wytrzymałości osiowej. Po drugie, pod wpływem silnego kwasu łatwo ulega utlenieniu, co prowadzi do powstawania węglików metali, nawęglania i korozji elektrochemicznej w kompozytach metalowych. Po trzecie, technologia produkcji jest trudna, energochłonna, powoduje zanieczyszczenie środowiska i jest droga (w przypadku włókna szklanego typu E jest ona od 20 do 200 razy wyższa).

płyta z włókna węglowego8

Opcje leczenia

Możliwe metody utylizacji odpadów kompozytowych obejmują zakopywanie, ponowne wykorzystanie, mechaniczny recykling materiałów (znany również jako metoda kruszenia fizycznego), spalanie, recykling materiałów i odzysk energii (znany również jako chemia fizyczna), hydrolizę chemiczną, produkcję cementu i 7 innych kategorii.

Bliższe dane

Ponieważ włókno węglowe jest drogie, ma dobre właściwości, jest szeroko stosowane w zaawansowanych zastosowaniach wojskowych, cywilnych i specjalnych. Procedury dotyczące złomowania są rygorystyczne, więc nie nadaje się do ponownego wykorzystania lub jest mało prawdopodobne, ponieważ zawartość węgla przekracza 90%, a koszty produkcji są znacznie wyższe niż w przypadku włókien konwencjonalnych. Na przykład bezpośrednie spalanie na wolnym powietrzu lub produkcja cementu i inna pośrednia metoda spalania radzą sobie nie tylko z poważnym zanieczyszczeniem, ale są również bardzo nieekonomiczne, co oznacza, że korzyści społeczne i ekonomiczne są niewielkie. Hydroliza chemiczna jest najczęściej stosowana w strukturze rdzenia recyklingu odpadów kompozytowych. Ponadto, tania metoda bezpośredniego zakopywania, powszechnie stosowana we wczesnej utylizacji odpadów, przez wiele lat lub nigdy nie gnije, jednocześnie w celu wydobycia substancji toksycznych, a następnie długotrwałego zanieczyszczenia gleby i wód gruntowych, co później będzie stopniowo zakazane przez przepisy środowiskowe i inne powiązane przepisy. Podsumowując, możliwe metody utylizacji odpadów z kompozytów z włókna węglowego to mechaniczna metoda recyklingu materiałów, recykling materiałów i metoda odzyskiwania energii (2 rodzaje). Jednak w późniejszej analizie porównawczej metoda odzyskiwania energii i spalania, np. produkcja cementu, nadal pozostaje przedmiotem dyskusji.


Czas publikacji: 26.09.2019
Czat online WhatsApp!