迫在眉睫的84万吨废物问题并非一次性塑料问题
据估计，到 2030 年，风力涡轮机叶片、氢气罐、飞机、游艇、建筑和汽车制造中常用的碳纤维和玻璃纤维复合材料 (CFRP) 将成为全球主要废物流。
如果不采用适当的回收方法，到 2050 年，仅飞机和风力涡轮机行业产生的 CFRP 废物年累积量预计将达到 840,300 吨，相当于 34 个完整的体育场。
虽然回收方法确实存在，但目前大部分废物都被填埋或焚烧。“原始”复合材料的生产也会对环境产生进一步的影响，包括生产过程中的资源枯竭和高能源输入。
尽管存在多种回收碳纤维复合材料的方法，悉尼大学的一个研究小组表示，如果完全实施这些方法，有可能显着减少 70% 的能源使用，并防止关键材料流被浪费。
“碳纤维复合材料被认为是一种‘神奇’材料，它们耐用、耐候且用途广泛，因此预计仅在未来十年，其使用量将增加至少 60%，”来自该公司的 Hadigheh 博士说道。土木工程学院。“但这种巨大的增长也带来了浪费的大量增加。例如，据估计， 到 2030 年，可再生能源领域将产生约50 万吨碳纤维和玻璃纤维复合材料废物。”
一种新的回收方法
为了解决这个问题，Hadigheh 博士和他最近的博士研究生 Yaning Wei 博士开发了一种新的碳纤维和玻璃纤维复合材料回收方法，以防止新一代材料进入垃圾填埋场。发表在《复合材料 B 部分：工程》中，与以前的方法相比，他们的方法可确保增加材料回收率并提高能源效率。
Hadigheh 博士说：“我们的动力学分析表明，经过预处理的 CFRP 经历了一个额外的反应阶段，与未经处理的 CFRP 相比，能够在较低的温度下增强分解。” 溶剂分解预处理不仅有利于更大程度的分解，而且还可以通过减少回收过程中的热量消耗来保留纤维的机械性能。”
由预处理的 CFRP 获得的再生纤维保留了高达 90% 的原始强度，比仅通过热降解恢复的纤维强度高出 10%。
“为了证明我们的方法在现实世界中的适用性，我们使用混合方法成功回收了由 CFRP 复合材料制成的自行车车架和飞机废料的一部分。这些结果不仅验证了化学预处理的有效性，还证明了回收碳纤维的机械特性得到了改善。”Hadigheh 博士说道。
回收碳纤维
在之前的一篇 论文中，该团队还根据经济效益和环境影响，同时考虑到废物材料的类型及其地理位置，对10种不同的碳纤维和玻璃纤维复合材料废物处理系统进行了详细评估。
Hadigheh 博士的团队发现，溶剂分解法(一种在特定压力和温度下使用溶剂分解材料的方法)可以回收碳纤维，同时带来高净利润。催化热解和热解与氧化相结合等热回收方法也提供了很高的经济回报。
研究还表明，与垃圾填埋和焚烧相比，溶剂分解和电化学方法可以显着降低大气中的二氧化碳排放量。
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