2.3.復合材料的熱回收

通常，需要在大規模工業中應用的回收工藝必須滿足各種條件，例如低能源利用率、最低費用以及回收的材料應與原始材料性能相當等。熱回收可用于回收CFRC。在此過程中，復合材料在溫度范圍控制在350 ^?C-800^?C。在此條件下，所有有機廢料變為氣體，部分變為液體。此外，由于加熱使纖維通常被炭污染，因此熱回收過程還需要不同的后處理過程。在熱回收循環過程中，溫度高于350^oC，對于不同的熱固性材料，如環氧樹脂大分子可以轉化為小分子。

另一種熱回收技術是利用流化床（FB）有效地用于復合材料的回收。該技術的示意圖如圖12所示。通過回收復合廢料可以獲得的短而離散的單絲。最初，該技術用于僅回收GFRP。目前，該技術可應用于CFs和GFs的回收。

圖12：流化床熱回收工藝示意圖

Pender和Yang研究了催化金屬對使用FB系統對GF復合材料進行熱回收的影響。研究目標是降低GF的熱穩定性和熱循環溫度同時保證復合材料的機械性能。在PRIME 27環氧樹脂中加入不同百分比（0、1.5和5wt%）CuO。熱重分析（TGA）分析表明當加入5wt%CuO時，環氧樹脂完全分解溫度降低到60 ^oC。屈服強度，在FB系統內回收粘附GF復合材料后，測試其拉伸強度。結果表明，使用5wt%的CuO時，纖維產率從6%提高到40%，拉伸強度沒有顯著變化。

Fraisse等人比較了原始材料的纖維層壓板和熱回收再制造的單向GF熱固性復合材料層壓板的機械性能。采用Hybon 2026 PPGGFs，添加到Huntsman 1568環氧樹脂中以形成原始層壓板。層壓板的一部分在565℃下加熱獲得用于重新制造層壓板的燃燒纖維。從結果中觀察到，由于熱處理的致密化，燃燒纖維的密度降低了1%。彈性模量和最大應力分別降低了6%和80%。比較原始層壓板和重新制造的層壓板的機械性能，發現彈性模量、最大應力和最大應變應力分別降低了15%、91%和90%，究其原因，是因為材料中纖維體積分數降低，硬度增加導致材料脆性增加。

在另一項研究中，Pender和Yang通過使用金屬氧化物（CuO、CeO2，以及Co₃O₄），以降低熱回收的溫度。整合熱循環系統中的這些金屬氧化物降低了分解所需的能量并增加了纖維殘余應力。結果表明，CuO的結果優于其他氧化物，在375℃時導致環氧樹脂完全分解。CuO使回收能耗降低40%。此外，CuO金屬氧化物還將回收的纖維強度強度提高了20%。

此外，Gopalraj和Karki研究了熱回收CF增強和GF增強復合材料的機械性能。回收溫度500℃下，CFs和GFs的回收率分別為95–98wt%和80–82wt%。然后通過壓縮工藝將這些纖維制成CFRP和GFRP。據觀察，約20wt%CFs添加量時，拉伸強度（TS），楊氏模量（YM）和沖擊強度（IS）分別提高12%、34.27%和7.26%，而約20wt%的GFs添加量分別使TS、YM和IS增加75.14%、12.23%和116.16%。這些結果表明，利用熱回收工藝，可以大量生產CFRP和GFRP，并能顧保持產品結構的完整性。

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