本文關(guān)鍵詞： CFRP CFRC 電化學(xué)回收 催化劑 溫度　出處：《深圳大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP)在航空航天、土木建筑、工業(yè)制造和體育用品等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣。碳纖維增強水泥基復(fù)合材料(Carbon Fiber Reinforced Cementitious composite,CFRC)在建筑加固與防護領(lǐng)域處于不斷的研究應(yīng)用階段,未來有希望取代CFRP材料。巨大的碳纖維增強復(fù)合材料消費量,帶來了嚴重的廢棄物問題,亟需進行回收處理。國內(nèi)外學(xué)者對回收碳纖維進行了研究開發(fā),主要發(fā)展了三大回收體系:機械回收法、熱分解回收法和化學(xué)溶劑回收法。這些回收方法存在的不足之處主要有回收碳纖維力學(xué)性能下降較大,回收條件苛刻等,例如數(shù)百攝氏度的溫度、幾兆帕到二十幾兆帕的壓強、高濃度的酸堿化學(xué)試劑等,阻礙了回收技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展。為了發(fā)展常壓低溫條件、操作簡單,回收碳纖維性能優(yōu)良的的回收方法,本論文選擇電化學(xué)法對CFRP和CFRC進行回收研究。針對上述目的,本文設(shè)計、開展和完成了相關(guān)系列的研究,主要包括:1)電化學(xué)法回收CFRP的性能研究。首先在常溫下進行電流與NaCl參數(shù)優(yōu)化實驗,選出較優(yōu)參數(shù),加入自行設(shè)計溶液A催化劑進行再次優(yōu)化實驗,在此基礎(chǔ)上最后進行高溫(T系列)回收實驗。通過CFRP性能變化、碳纖維回收量、回收碳纖維力學(xué)性能和表面微觀與化學(xué)結(jié)構(gòu),評估回收效果,探究回收規(guī)律。結(jié)果表明,施加大電流(≥62.5mA)未能回收到碳纖維,反而造成CFRP嚴重劣化;在較高NaCl濃度(≥x2)環(huán)境作用小電流,可以回收碳纖維。電流越小碳纖維除膠率和拉伸強度越高,提高NaCl濃度有利于碳纖維回收。催化劑A大幅提高了碳纖維回收量,加劇碳纖維表面氧化,降低回收拉伸強度。提高反應(yīng)溫度,加快環(huán)氧樹脂的降解速度,增大碳纖維回收量,縮短回收周期,降低碳纖維的氧化程度,提高拉伸強度。最佳參數(shù)的碳纖維拉伸強度為89.83%(vsVCF),高于機械回收法,稍優(yōu)于熱分解法,低于化學(xué)溶劑法。2)電化學(xué)法回收CFRC的性能研究�；贑FRP回收研究,設(shè)置小電流和較高NaCl濃度參數(shù),使用自行設(shè)計和研發(fā)的溶液B作為催化劑進行CFRC回收實驗,再進行高溫(T系列)回收實驗。結(jié)果表明,催化劑B在回收中起到非常重要的影響,低濃度B環(huán)境下水泥基材料劣化不足;z3的濃度B環(huán)境下,碳纖維回收量最大,各項性能均較好;高濃度B環(huán)境造成碳纖維劣化嚴重,力學(xué)性能下降。電流和NaCl濃度參數(shù)對碳纖維性能的影響較小。提高溫度加快回收速度,縮短了回收周期,提高碳纖維回收量和拉伸強度,溫度越高,碳纖維表面氧化越嚴重。最佳參數(shù)的碳纖維拉伸強度達到89.58%(vsVCF)。
[Abstract]:Carbon fiber reinforced resin matrix composites (Carbon Fiber Reinforced Plastic, CFRP) in the field of aerospace, civil construction, industrial manufacturing and sports equipment used more and more widely. Carbon fiber reinforced cement composite (Carbon Fiber Reinforced Cementitious composite, CFRC) in the research and application stage constantly and protection in the field of construction reinforcement, the future to replace the CFRP material. The carbon fiber reinforced composite materials of huge consumption, brought the waste of serious problems, the urgent need for recycling. The domestic and foreign scholars for the research and development of carbon fiber recycling, mainly developed three recycling system: mechanical recovery method, thermal recovery method and chemical method. Insufficient solvent recovery in the method of recovery of main mechanical properties of recycled carbon fibers decrease, recovery of harsh conditions, such as hundreds of degrees, to several MPa The pressure 20 MPa, high concentration of chemical reagents, application and development of recycling technology. In order to hinder the development of low temperature atmospheric conditions, simple operation, excellent performance of carbon fiber recycling recycling methods, recycling research of CFRP and CFRC in this paper. In this paper, the electrochemical method for the design of the above purpose, and carry out research. The related series completed mainly include: 1) study on the performance of electrochemical recovery of CFRP. Firstly, current and NaCl parameter optimization experiment at room temperature, choose optimum parameters, adding to design solution of A catalyst was again optimization experiments, on the basis of the high temperature (T) recovery experiment. Through the CFRP performance changes. Carbon fiber recycling, recycling of carbon fiber on mechanical properties and surface microstructure and chemical structure, evaluate the recovery effect of recovery law. The results show that the applied electric current (more than 62.5mA) failed to recover The carbon fiber, but caused CFRP serious deterioration; at higher concentration of NaCl (x2) environment, small current, can be recycled carbon fiber. The less current carbon fiber glue removing rate and tensile strength is high, increasing the concentration of NaCl is conducive to the recovery of carbon fiber. The catalyst A can greatly improve the carbon fiber recycling, intensified the surface oxidation of carbon fiber, reduce the recovery of tensile strength. Increasing the reaction temperature, accelerate the degradation rate of epoxy resin and carbon fiber increase recovery rate, shorten the recovery period, reduce the degree of oxidation of carbon fiber, improve the tensile strength of carbon fiber tensile. The optimal parameters of the strong degree of 89.83% (vsVCF), higher than the mechanical recovery method, a decomposition method superior thermal, chemical solvent method) of.2 is lower than the performance of electrochemical method for CFRC recovery. The recovery of CFRP based on set, low current and high NaCl concentration parameters, using the solution of the B designed and developed as a catalyst for CFRC recovery experiment, Then the high temperature (T) recovery experiments. The results showed that the catalyst B plays a very important influence on recovery, lack of low concentration of B under the environment of the degradation of cement based materials; concentration of B in the Z3 environment, the largest amount of carbon fiber recycling, the performance is good; the high concentration of B caused by carbon fiber degradation seriously, the mechanical properties decreased. The smaller current and the concentration of NaCl parameters on the performance of carbon fiber. Increasing the temperature to accelerate the rate of recovery, shorten the recovery cycle, improve the recovery rate of the carbon fiber and the tensile strength, the higher the temperature, the surface oxidation of carbon fibers more serious. The optimum parameters of carbon fiber tensile strength reached 89.58% (vsVCF).

【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ327.3;TB332

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本文編號：1504157