爱客商务网 >经商有道 >这7种复合材料回收技术该咋用?这篇文章告诉你

这7种复合材料回收技术该咋用?这篇文章告诉你

愛の過祛 发表于2019-08-06
累了吗,停在我怀里吧,我给你一生的安定。

据不完全统计我国在册的复合材料相关企业超过1万家根据国家统计局对复合材料行业规模以上企业(全国442家企业)的产量统计中国复合材料工业协会(原中国玻璃钢工业协会)提供的历年可考数据显示截至2018年我国复合材料保有量已经超过3400万吨

然而根据中国合成树脂供销协会不饱和聚酯树脂分会对不饱和聚酯树脂在纤维增强领域的用量以及环氧树脂协会树脂用量的统计测算我国2017年2018年的复合材料产量已分别接近和超过500万吨据此测算我国目前复合材料的保有量超过5000万吨并且仍在以每年10%左右的速度增加

复合材料的制造工艺有模压拉挤缠绕手糊真空辅助等经过测算复合材料制造过程的边角废料的产率(含报废产品)约在6%左右复合材料产品的使用寿命普遍估计约在20~30年据此推断目前我国服役期满的复合材料产品超过200万吨

我国复合材料产业的发展爆发期是从20世纪90年代中期开始由于当时复合材料产业的技术门槛较低材料和工艺技术相对较为落后产品寿命质量难以保证复合材料爆发式增长过程中各企业以销售为龙头市场竞争激烈无序导致产品的质量和使用寿命更是难以保证以复合材料夹砂管道复合材料冷却塔复合材料电缆保护管SMC化粪池等为例在市场竞争无序化的情况下出现了严重的质量问题导致已交付产品难以保证使用寿命另外复合材料产品的应用面较广应用环境各不相同某些领域产品(如户外产品或承载产品)的自然老化和疲劳寿命也会受到应用环境的影响上述原因导致了复合材料在实际应用过程中使用寿命难以达到理论寿命的要求这就加速了复合材料报废产品的产生然而因为现有回收技术发展缓慢大多复合材料固体废弃物都被掩埋所以难以得到精准的统计数据

经过调研目前各个企业高校研究机构等正在开展的回收技术研究方向主要有重复使用能量获取法焚烧水泥窑协同处理法机械粉碎添加利用法热解法化学溶解法(定向解聚)可降解材料等各种方法都有其独到之处但也都有不足的地方

1能量获取法焚烧

能量获取法是比较直接的处理方法通过燃烧复合材料的高分子树脂部分而获取能量可以用于发电提供热能等但是由于复合材料的树脂含量比较低虽然热值较高但是总热量值有限复合材料中玻璃纤维含量比较高因此在焚烧的过程如果大量的玻纤熔化成玻璃态容易粘附在炉体内或者炉箅子上造成安全隐患因此在焚烧炉中只能少量的添加这样就无法实现产业化实际上各个综合垃圾处理站电厂也不愿意回收玻璃钢制品

2 水泥窑协同处理法

水泥窑协同处理在英国德国相对比较成熟早已对无碱玻纤在水泥窑中的添加组分添加量进行了大量实验研究保证添加后不会影响水泥的质量但是在国内还没有成熟的实验数据以及成熟的应用经验目前已经有企业在开展这方面的工作或许在不久的将来该处理方法将会得以应用但是水泥窑协同处理从某种意义上讲只是废弃物的处置无法实现再利用更谈不上高值化利用

3化学溶解法(定向解聚)

通过溶剂温度和压力将高分子在特定的键位打开形成长链单体或者树脂原材料这是真正意义上实现循环经济的好方法目前国内各大高校以高分子材料(主要是塑料橡胶)为基础开展了各种研究热固性复合材料基体树脂的降解也都在积极的研究中但尚未实现产业化研究成果多处于实验室状态另外该方法形成产物的提纯还需要进一步研究设备投资比较大还需要对其经济性做进一步的评测实际上该方法的关键是高效产业化装备的研究

4 生物降解

现在许多高校对高分子聚合物(以塑料橡胶为主)开展了可降解的生物基以及生物降解材料的开发对热固性树脂生物基和可降解材料研究较少目前纤维增强的高分子材料仅有聚乳酸可降解环氧材料等可以应用由于可降解材料存在性能差异并且成本较高有些材料还在研究阶段目前难以实现产业化应用

5 热解法

热解法是通过获取能量将有机成分的树脂高分子链打开形成多组分的小分子物气体或者液体并将纤维填料等分离回收的方法其中产生的气体液体经过冷凝催化蒸馏等工艺可以做成轻质燃油该方法可以对大型制品进行热解制品不需要分割对于碳纤维制品的回收再利用较为有效目前上海交大上海冶实科技有限公司正在进行中试上海冶实的热解工艺需要对碳纤维制品进行分割撕碎后方能热解回收的碳纤维为短纤维短纤维的长度梯度比例难以很好地控制而且现在对短丝碳纤维的长度形态还没有标准要求回收短切碳纤维主流应用方向是做成短切毡或织物传统技术装备做短切毡都是用连续纤维短切成定长再均匀分散后做出短切毡目前还没有调研到用回收碳纤维做碳纤维毡的工艺技术和设备另外如何保证短纤维长度的均匀性和良好的分散性还需要进一步的研究碳纤维毡生产过程还需要除静电防爆相对设备要求比较高而碳纤/玻纤混杂制品中碳玻混杂纤维的分离和再利用也是个新的课题

而对于玻璃纤维增强复合材料的热解处理需要对其效率进行仔细的核算从经济性的角度考虑论证其作为产业化技术路线的可行性玻纤复合材料的生产工艺不同树脂含量也不同将影响热解时所需要的能量大小和产生热解油的多少目前热解技术已经较以前提升很多热解能量来源从电天然气微波等改善为由复材热解后产生的热解气和热解油直接来提供这大大地降低了热解工艺成本和自然能源能耗但是如果用热解气和热解油提供热解能量能否完全满足热解过程的能量需求或者能否产生更多有价值的轻质燃料油这还需要更多的实验数据来佐证如果热解产生的能量与热解所需要的能量无法匹配热解玻纤复合材料的产业化技术的推广就值得商榷

6 重复使用

对于复合材料制品在服役期满或者报废后其某方面功能具有应用价值时可以直接转移或者经过相应的加工后转移应用方向从而实现再利用以叶片为例通过对废弃叶片叶根圆筒的切割可以将其应用到管道高原缺水地区储水池化粪池等对于叶片腹板可以加工成建筑用墙板保温板等从而实现高值化重复使用但是目前由于回收叶片的量比较少实现批量化产业化还需要进一步的再利用产品及应用方向的研究

7 机械粉碎添加

该方法是目前运行成本最低最易实现产业化的回收技术但是目前各个企业所宣称的添加回用到复合材料制品(SMC/BMC)建筑板材非承重井盖人行道砖马路牙子等水泥制品经过调研发现还没有成熟的产业化应用绝大多数回收企业或者地方政府都是将回收物回收后进行转移堆放暂存或粉碎后暂存若是粉碎后存放环保和安全隐患更大因为其极易引起扬尘极易燃烧雨水冲刷后会更加严重地污染土地

传统的水泥制品或者混凝土的添加应用由于玻璃纤维会和水泥的碱骨料反应导致建筑行业不敢应用但抗裂砂浆用回收短切玻璃纤维很好地解决了这一问题它是通过对玻璃纤维在砂浆中的作用和反应机理进行研究以替代现有的PP纤维木质素纤维抗碱玻璃纤维该技术成果包含了热固性复合材料回收解离设备及一系列助剂设备保证了玻纤与树脂的充分分离并保持一定的长度梯度助剂有抗裂剂分散剂增塑剂等这些助剂阻碍了玻纤与水泥的碱骨料反应保证了纤维分散的均匀性实现了更好的抗裂性和抗渗性经过第三方的对比检测各种性能均优于传统的PP纤维在成本方面相对于PP纤维等回收玻纤具有较大的优势目前该技术已经在众多工程上得到了示范应用

综上所述根据目前复合材料回收技术的发展状况首先采用粉碎法将废旧玻纤应用到抗裂砂浆中去是可行的可落地的技术方案热解技术可以实现碳纤维的回收利用但还需要在商业模式回收装备方面进一步的开展研究和研讨工作将热解技术用于玻纤增强复合材料还需要在实验数据完备的情况经过效率测算再确定其应用的价值而定向解聚的技术还需要对玻纤的分离技术解聚效率关键装备进行研究期待能快速实现产业化真正实现基体树脂的高值化利用和循环经济效应为了从源头上解决复合材料中基体树脂的回收可降解基体材料的研究是最终方向但同时要从工艺条件上考虑玻纤的回收再利用问题

从总体复合材料回收的技术发展以及产业实现的角度分析回收技术的应用应该是根据当前的回收技术发展现状分阶段分步骤来实现复合材料回收的产业化各种回收方法的产业化需要重点解决的是回收玻纤的如何再利用问题所有回收技术的推广应用都应以产业化高效低成本高价值为目标从现阶段的技术情况分析实现复合材料回收的步骤如下①重复利用②机械粉碎添加再利用③热解法④能量回收⑤定向解聚法⑥生物降解法

热固性复合材料固体废弃物的回收产业的发展任重而道远希望各行业企业研究机构高校等能以产业化高值化循环利用为目标绿水青山为责任为我国人文生态环境的可持续发展做出应用的努力和贡献

内容声明:本文仅代表作者观点,不代表本网站立场。本站对作者上传的所有内容将尽可能审核来源及出处,但对内容不作任何保证或承诺。请读者仅作参考并自行核实其真实性及合法性。如您发现图文视频内容来源标注有误或侵犯了您的权益请告知,本站将及时予以修改或删除。未经作者许可,禁止转载。
还没有用户评论
评论
点赞
收藏
分享
举报
愛の過祛发表于2019-08-06
sitemap