關于熱固性復合材料熱解工藝回收技術介紹

      一些研究人員已經研究了碎片復合材料的熱解工藝。在美國，SMC汽車聯(lián)盟早在上世紀九十年代就開始研究熱解工藝了。工藝溫度是700~1000℃，是為熱解輪胎設計的批處理場。工藝產生的燃氣、一些液體油產品和固體廢料。燃氣用于熱解室的加熱。固體廢料被磨成粉沫，用作新SMC的填料。研究發(fā)現(xiàn)，在SMC中加入30%的磨碎固體廢料不會影響工藝和機械性能。沒有對熱解油進行詳細的化學分析，但報道說它與重油的成份類似。
       如果適當?shù)臈l件下，玻璃纖維能被回收，那么固體產品有潛在的價值，低溫熱解工藝被研究。溫度大約為400℃，蒸汽的出現(xiàn)加速了聚合物降解，使纖維容易從熱解產品中分離出來。然后固體產品被酸洗，分離碳酸鈣，以氯化鈣片狀粉末回收；分離并洗凈纖維。纖維的機械性能以一種特殊的斷裂能保留形式被沒測量。400℃的熱解溫度對除去聚合物是必需的，但纖維的特殊斷裂能只保留了50%。
      最近，在利茲大學和西班牙畢爾巴鄂的工程學校研究了復合材料的熱解。西班牙的研究報告包括聚酯SMC在300~700℃的熱解，表1給出了SMC的組成，主要包括聚酯和玻璃纖維。400℃以下的熱解不能滿足聚合物的完全降解，然而，400~700℃產品熱解形式基本一致，如表2所示。熱解氣體主要含有CO2和CO，伴有少于10%的碳氫化合物氣體，還有大約14MJ/Nm3的熱值。液體產品主要包括66%的芳香族化合物，和25%的氧化物，如：酮，羥酸，烷烴基苯，芳基萘，和大約37MJ/kg的熱值，類似柴油。
             
           
      利茲大學的研究工作涉及350~800℃溫度范圍內的復合材料的熱解。研究的復合材料包括：聚酯、乙烯基酯、環(huán)氧、酚醛熱固性樹脂，和聚丙燃、聚乙烯、對苯二甲酸酯熱塑性塑料，采用的是玻璃纖維和碳纖維增強材料和碳酸鈣填料。研究的熱解是在固定的反應器中抽真空的情況下對復合材料進行加熱。表3列出了材料對比和500℃、550℃下熱解的產品。聚酯樹脂在450℃下完全分解，其它樹脂完全分解溫度更高，達到500~550℃。一般復合材料產生1~10%的氣體產品，二氧化碳占主要部分，但可燃性氣體產品的熱值不少于18MJ/kg，但環(huán)氧復合材料放出的氣體富含甲烷，聚丙烯熱塑性復合材料放出的氣體含有單體丙烯。這些氣體產品的熱值在42MJ/kg到44MJ/kg之間。