航空地面碳纤维增强复合材料废料的非常规回收

摘要整理

碳纤维增强复合材料（CFRP）在航空航天领域应用广泛，但其报废管理仍是关键难题。本研究探索了一种基于CFRP废料粉末直接热压成型的非常规回收路线，旨在不添加原生聚合物或粘合剂的情况下，对工业复合材料边角料进行资源化利用。研究材料为筛分工业CFRP废料粉末后获得的最细组分（~300 μm），该粉末来自修剪残余物和半固化航空预浸料。细粉末组分的使用促进了成型过程中颗粒的有效聚集和固结，防止脱模时粉末损失，使得在无额外粘合剂的情况下能够制备相对厚度的板材。压缩成型工艺条件为250 °C、1.5 bar、20 min。分析了两种材料构型：未涂层压缩成型板材和聚酯薄层涂覆板材。通过形貌学、热力学和机械性能分析对回收材料进行了表征。结果表明，聚酯涂覆板材相比未涂层构型表现出更优的机械性能。与以往针对粗粉末组分（≤1 mm）的研究相比，本工作突出了最细粉末组分在有效固结中的潜力，揭示了颗粒尺寸对压缩成型回收CFRP的可加工性和性能的显著影响。这些发现证实了直接压缩成型作为可持续、可扩展的回收策略的可行性，能够根据粉末粒度实现CFRP废料的定制化再利用。

相关论文