美国NREL发布回收碳纤维复合材料新方法：热醋酸分解
来源：中国复材展组委会  2025-07-02 09:10:14
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文章关键词： NREL 回收 碳纤维复合材料 热醋酸裂解

原文：http://shenzhen.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-244-15961.html       近日，美国国家可再生能源实验室（NREL）BOTTLE项目组开发了一种分解碳纤维复合材料的可靠方法，从而避免垃圾填埋。



       根据BOTTLE项目组的最新研究，用热醋酸分解环氧树脂有可能为回收碳纤维复合材料提供一种可规模化推广的低成本解决方案。

       碳纤维复合材料通常由胺固化环氧树脂制成，具有坚硬耐磨的特点，不能溶解或熔化。虽然树脂相对便宜，但复合材料中的纤维却很昂贵，因此复合材料综合成本居高不下。

       NREL博士后研究员、该研究的第一作者Stephen Dempsey表示：“打个合理的比方，想象一下蛋糕。一旦鸡蛋、面粉和糖混合成面糊，基本上就不可能再把它们分离出来了。我们的研究情况类似，树脂通过化学反应交联在一起，粘结力相当强。要想将纤维分离出来，我们必须谨慎控制树脂中化学物质的分解程度，否则就会造成浪费。”


       由于树脂通常含有高度复杂的分子结构，其混合物组成相比蛋糕烘焙要复杂得多。其中一些化合物是常见的，在许多使用碳纤维复合材料的行业中司空见惯，但另一些则不然。同时，由于很难准确确定树脂的化学成分，因此，碳纤维复合材料的回收方法必须是普适的，应该能够处理各种树脂配方。

       BOTTLE团队的解决方案出乎意料地简单，食醋中寻常的醋酸即可轻松打破分子交联结构。

       研究小组发现不仅树脂中的聚合物网络能迅速溶解，而且醋酸还能稳定其化学成分，从而获得高效可重复使用的化学构件。BOTTLE团队通过不断的优化改进，最终开发出了一种普适的废料回收工艺。

       值得一提的是，再生碳纤维（rCF）的强度未受影响，这一点至关重要。通过对报废山地自行车车架进行分解，研究人员发现，采用回收碳纤维再次生产的复合材料比强度仍可达到钢的两倍多。

       与初生碳纤维相比，rCF的成本每公斤仅需1.5美元，如果再将回收环氧树脂计算在内，能耗几乎为零。该工艺并不仅限于碳纤维复合材料，对涡轮叶片、船体、汽车保险杠和引擎盖中的玻璃纤维复合材料也同样有效。



文章来源：http://shenzhen.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-244-15961.html

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