エポキシアミンの炭素繊維強化ポリマーのリサイクルのためのアセトリシス

科学分野:

• 材料科学
• 化学工学
• 持続可能な化学

背景:

• 炭素繊維強化ポリマー (CFRP) は,航空宇宙,自動車,再生可能エネルギー分野における軽量化に不可欠です.
• 現在のCFRPの製造はエネルギー密集的でコストが高く,効率的なリサイクル戦略が必要である.
• 既存のリサイクル方法では 繊維と有価な樹脂成分を回収することが困難です

研究 の 目的:

• CFRPの効率的な化学リサイクル方法を開発する.
• 高品質の炭素繊維を回収し,エポキシアミン樹脂を再利用可能なモノマーに分解する.
• 提案されたリサイクルプロセスの経済的実行可能性と環境への影響を評価する.

主な方法:

• 酸を用いたCFRPにおけるエポキシアミン熱固体分解
• 効率的な繊維とモノメアの回収のための反応条件の最適化.
• 消費後のCFRP廃棄物のプロセスを拡大し,実証的な複合材料を製造する.
• リサイクルメソッドの技術経済分析とライフサイクル評価

主要な成果:

• 酸は,アリファティックおよびアロマティックなエポキシアミン熱固体の両方を効率的に分解します.
• プリスティン炭素繊維は,複数のリサイクルサイクルを経て,高度な機械的整合性を回復します.
• このプロセスは,熱性樹脂から回収可能なモノマーを生成します.
• リサイクルされた炭素繊維は費用対効果が高く (US$1.50/kg) 温室効果ガスの排出量が著しく低く (99%削減).

結論:

• アセティック酸ベースの方法は,CFRPのリサイクルに広く適用され,効率的なアプローチを提供します.
• この技術により,機械的に有効なリサイクルされた炭素繊維と貴重な樹脂モノマーを回収できます.
• このプロセスはコスト効率が高く,CFRPの循環型経済を促進するため,原始炭素繊維の生産よりも環境的に優れています.