Утилизация отходов углеродных композитов

Черное золото

Углеродное волокно (УВ) – это черное неорганическое полимерное волокно, изготовленное из углеродных элементов, с молекулярной структурой, напоминающей структуру границы между графитом и алмазом. Оно обладает такими характеристиками, как теплопроводность, электропроводность, стойкость к высоким температурам, сопротивление трению, коррозионная стойкость и т.д. Оно в основном используется для улучшения свойств смол, металлов, керамики, цемента и других материалов-основ как современный конструкционный материал и широко применяется во всех сферах жизни. Появление углеродного волокна и композитных материалов на его основе в последнее время называют «черными революционерами XXI века».

детали из углеродного волокна с ЧПУ (9)

Ценность и значение переработки отходов углеродного волокна

 

Как и у всего, у углеродного волокна есть свои ограничения, несмотря на его превосходные свойства, несравнимые с характеристиками других улучшенных материалов, упомянутых выше. Его ограничения в основном отражаются в трех аспектах: во-первых, низкая ударопрочность, легкость повреждения, а кривая зависимости напряжения от деформации близка к прямой, что приводит к потере его осевой прочности. Во-вторых, под воздействием сильной кислоты оно легко окисляется, и в металлическом композите происходит образование карбида металла, науглероживание и электрохимическая коррозия. В-третьих, технология производства сложна, высокое энергопотребление, сильное загрязнение, высокая цена (для E-стекловолокна в 20-200 раз).

пластина из углеродного волокна8

Варианты лечения

Возможные методы утилизации композитных отходов включают захоронение, повторное использование, механическую переработку материалов (также известную как метод физического дробления), сжигание, переработку материалов и рекуперацию энергии (также известную как физическая химия), химический гидролиз, производство цемента и другие 7 категорий.

Подробности

Поскольку углеродное волокно является дорогим, обладает хорошими комплексными характеристиками и в основном используется в высокотехнологичных военных и гражданских или специальных областях, процедуры утилизации его продукции строгие, поэтому повторное использование невозможно или маловероятно, поскольку содержание углерода в нем превышает 90% или маловероятно, а стоимость производства значительно выше, чем у обычного волокна, например, использование прямого сжигания на открытом воздухе или производства цемента и другого метода косвенного сжигания, с которым приходится иметь дело, не только серьезно загрязняет окружающую среду, но и очень неэкономично, то есть социальные и экономические выгоды невелики, и химический гидролиз в основном используется в основной структуре переработки композитных отходов. Кроме того, недорогой метод прямого захоронения, обычно используемый на раннем этапе утилизации отходов, в течение многих лет или никогда не гниет, одновременно извлекая токсичные вещества, а затем долгосрочное загрязнение почвы и грунтовых вод, последнее будет постепенно запрещено экологическими и другими связанными правилами. Подводя итог, можно сказать, что возможными методами утилизации отходов композитных материалов из углеродного волокна являются метод механической переработки материалов, переработка материалов и метод рекуперации энергии 2 видов. Однако в более позднем сравнительном анализе метод рекуперации энергии и сжигания, такой как производство цемента, по-прежнему включается в сферу обсуждения.


Время публикации: 26 сентября 2019 г.
Онлайн-чат WhatsApp!