ХИМИЧЕСКИЙ РЕЦИКЛИНГ СТЕКЛОПЛАСТИКОВ С ТЕРМОРЕАКТИВНОЙ МАТРИЦЕЙ В СРЕДЕ СВЕРХКРИТИЧЕСКОГО ЭТАНОЛА

QFXUVR

Авторы

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2023.02.025

Ключевые слова:

полимерные композитные материалы, стеклопластик, рециклинг, сольволиз, сверхкритическое состояние, деструкция

Аннотация

Вопросы рециклинга термореактивных полимерных материалов являются актуальными во всем мире. Данные материалы стабильны длительное время при воздействии внешних факторов, что приводит к образования устойчивых техногенных отходов. В данной работе рассматривается сольволиз полимерных композиционных материалов в среде этанола, в частности, рассматриваются стеклопластики на основе эпоксидного и эпоксивинилэфирного связующих. Установлено, что эпоксивинилэфирную матрицу не удается разрушить полностью при 280 °C. Сольволиз в сверхкритическом этаноле эпоксидного пластика при 280 °C способствовал деструкции полимерной матрицы и освобождению стеклянных волокон. При более низких температурах происходит набухание матрицы с последующей частичной деструкцией. По данным SEM установлено что на поверхности регенерированных волокон имеется остаточное полимерное покрытие, толщина которого зависит от режима сольволиза. Диметр волокна, извлеченного из эпоксивинилэфирного пластика, на 1-1,5 мкм больше исходного. При этом волокна из эпоксидного пластика при температуре обработки 280 °C всего лишь на 100-300 нм больше в диаметре первичных волокон. Поверхность волокон гладкая без следов коррозии. Исследование сольволизной жидкости, полученной в результате алкоголиза эпоксидного стеклопластика, методом ГХМС показало, что большая часть представлена соединениями фенола и олигомеров на их основе. При этом полученные продукты можно использовать повторно в органическом синтезе.

Библиографические ссылки

Kablov, E. N., Startsev, O. V., Krotov, A. S., & Kirillov, V. N. (2012). Climatic aging of composite aviation materials: III. Significant aging factors. Russian Metallurgy, 2012(4), 323–329. https://doi.org/10.1134/s0036029512040040

Chen, J., Li, Z., Zhu, S., Li, Z., & Kong, Y. (2013, August 1). Prediction of Long-Term Properties of Fiberglass Pipe Based on the Shift Factors Method. Advanced Materials Research; Trans Tech Publications. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.748.411

André, A., Kullberg, J., Nygren, D. R., Mattsson, C., Nedev, G., & Haghani, R. (2020). Re-use of wind turbine blade for construction and infrastructure applications. IOP Conference Series, 942(1), 012015. https://doi.org/10.1088/1757-899x/942/1/012015

Pimenta, S., & Pinho, S. T. (2011). Recycling carbon fibre reinforced polymers for structural applications: Technology review and market outlook. Waste Management, 31(2), 378–392. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2010.09.019

Petrov, A., D., & Skripachev, S. Y. (2015). Recycling technologies of polymer composite materials (review). Trudy VIAM, 0(8), 9. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2015-0-8-9-9

Meyer, L. O., Schulte, K., & Grove-Nielsen, E. (2009). CFRP-Recycling Following a Pyrolysis Route: Process Optimization and Potentials. Journal of Composite Materials, 43(9), 1121–1132. https://doi.org/10.1177/0021998308097737.

Protsenko, A. E., Pimenova, E., & Petrov, V. V. (2020). Recycling of glass fibers sheets from thermoset reinforced plastic using thermolysis method. IOP Conference Series, 734(1), 012185. https://doi.org/10.1088/1757-899x/734/1/012185

Ginder, R. S., & Ozcan, S. (2019). Recycling of Commercial E-glass Reinforced Thermoset Composites via Two Temperature Step Pyrolysis to Improve Recovered Fiber Tensile Strength and Failure Strain. OSTI OAI (U.S. Department of Energy Office of Scientific and Technical Information). https://doi.org/10.3390/recycling4020024

Okajima, I., & Sako, T. (2017). Recycling of carbon fiber-reinforced plastic using supercritical and subcritical fluids. Journal of Material Cycles and Waste Management, 19(1), 15–20. https://doi.org/10.1007/s10163-015-0412-910.

Protsenko, A. E., & Petrov, V. V. (2022). Recycling of Fiberglass Fillers Obtained from Polymer Composites Based on an Epoxy Vinyl Ester Binder. Mechanics of Composite Materials, 58(4), 537–544. https://doi.org/10.1007/s11029-022-10048-9

Piñero-Hernanz, R., García-Serna, J., Dodds, C. A., Hyde, J. R., Poliakoff, M., Cocero, M. J., Kingman, S., Pickering, S. J., & Lester, E. (2008). Chemical recycling of carbon fibre composites using alcohols under subcritical and supercritical conditions. Journal of Supercritical Fluids, 46(1), 83–92. https://doi.org/10.1016/j.supflu.2008.02.008

Загрузки

Опубликован

07/10/2023

Как цитировать

Проценко, А. Е., Петров, В. В., Проценко, А. Н., & Люхо, И. А. (2023). ХИМИЧЕСКИЙ РЕЦИКЛИНГ СТЕКЛОПЛАСТИКОВ С ТЕРМОРЕАКТИВНОЙ МАТРИЦЕЙ В СРЕДЕ СВЕРХКРИТИЧЕСКОГО ЭТАНОЛА: QFXUVR. Ползуновский ВЕСТНИК, (2), 193–200. https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2023.02.025

Выпуск

Раздел

РАЗДЕЛ 2. ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ, НАУКИ О МАТЕРИАЛАХ, МЕТАЛЛУРГИЯ