基于高温蒸汽热解的碳纤维复合材料高效回收及其性能

作者：汪东; 李丽英; 吴霄; 尹先鹏; 李峥; 王国勇; 裴雨辰; 朱永奎

来源：材料科学与工程学报, 2022, 40(04): 551-574.

DOI：10.14136/j.cnki.issn1673-2812.2022.04.002

• 碳纤维复合材料
• 热解
• 高温蒸汽
• 回收
• 再生利用

采用高温蒸汽热解方法实现了碳纤维增强环氧复合材料中碳纤维的高效热解回收及再生利用。研究了热解温度、时间及气氛等因素对碳纤维回收效率及性能的影响，通过扫描电镜(SEM),热重分析(TGA),X射线光电子能谱(XPS),单丝力学拉伸及高温接触角测试重点考察了回收碳纤维的表面形貌、力学性能及界面浸润性等性能变化情况。研究结果表明，复合材料在520～550℃无氧蒸汽条件下2～3 h时能够实现最优化的树脂降解及纤维性能保持率，能够得到表面较为干净的碳纤维，表面树脂残存率<2%,拉伸力学性能保持率≥90%,回收效果良好。通过真空辅助树脂灌注(VARI)工艺制备得到的再生碳纤维复合材料保持着良好的力学性能，弯曲强度保持率>85%,层间剪切强度基本没有下降，验证了回收碳纤维的再利用可行性。

• 单位
  航天特种材料及工艺技术研究所; 上海交通大学