风电叶片废弃物热解回收碳纤维在环氧基复合材料板中的应用

摘要整理

本研究评估了从风电叶片废弃物中通过热解工艺回收碳纤维的有效性，以及回收纤维在平板复合材料生产中的应用。碳纤维回收采用500~600 °C非氧化气氛热解工艺，能够保持纤维的形状和尺寸。利用回收碳纤维，通过压制工艺制备了环氧树脂基碳纤维增强复合材料（CFRP）平板。测试了七个不同系列样品，差异包括纤维长度、纤维取向和压制保压时间。回收纤维的测试结果与等长原始碳纤维进行了对比，其中一个系列采用了双向织物增强。最优压制工艺参数为：预压2 MPa（10 min），后续压制7 MPa直至树脂完全交联（约120 min）。通过碳纤维拉伸强度、弯曲强度、扫描电镜（SEM）观察、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和拉曼光谱等多种测试方法验证了热解纤维的可用性。碳纤维测试结果表明，所用热解工艺在纤维表面保留约2%的基体，纤维拉伸强度相比新碳纤维下降约20%。研究结果表明，回收碳纤维用于平板复合材料生产是可靠的，其力学性能与对应原始碳纤维制备的板材无显著差异。热解纤维复合板的弯曲强度（274 MPa）比原始新碳纤维制备的板材（203 MPa）高35%，表明该材料可用于人行天桥、桥梁、管道或建筑结构件和屋顶的生产。

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