热固性复合材料热解工艺回收技术现状
摘要：评述了回收热固性复合材料的技术。热回收工艺是利用热使废复合材料破坏，并描述工艺过程中，即存在不同的能量等能和材料回收。
1 前 言
热固性复合材料应用广泛，如汽车、建筑等领域。在欧洲，每年大约生产一百万吨复合材料，尽管有许多成功应用，但是使用期满后的回收是难题。可回收性差，阻碍了发展，甚至阻碍了复合材料在某此领域的继续应用。回收热固性复合材料存在的如下问题，①热固性聚合物交联后，不能重塑；②常见的热固性树脂，如聚酯和环氧，不能降解到小分子。复合材料是不同材料的组合，这些材料有：聚合物、纤维增强体(玻璃纤维和碳纤维)、和多种价格的填料(廉价的矿物粉，和其它的功能材料，如阻燃剂)。几乎没有标准的配方，对许多应用来说，树脂、增强材料和填料是根据具体的应用而调整的。
复合材料经常与其他材料组合而成，例如，为了减轻和降低成本而采用泡沫芯材，为了加固其他组件而插入金属。
除了这些具体问题，还存在与组件服务期满，回收材料相关的其他问题，如：处理污染，收集、分辨、分类和分离废料的困难。
2 回收技术
已经提出并开发了一系列回收热固性复合材料的技术，本文要主阐述热解工艺，即用加热工艺破坏废料，使其转化成材料和能量。
2.1 热工艺能量燃烧和材料应用
热固性聚合物像所有有机材料一样有热值，能作为能源燃烧。已经有报道测量了聚酯、乙烯基酯、酚醛、脲醛树脂和环氧树脂的热值。除了脲醛的热值是15.700kJ/kg外，其它树脂的热值大约为30.000kJ/kg。通常使用的纤维和填料是不燃烧的，所以玻璃纤维增强复合材料的热值仅取决于所含聚合物的比例。
一些矿物填料在燃烧过程中分解、吸收热量，阻燃填料就是利用这一特点。然而，尽管阻燃剂能有效降低着火点和火焰传播速度，但是，总吸热量相对于树脂的热值是小的。例如：氢氧化铝和聚合物的含量相同，热值将被降低3.3%，类似的，碳酸钙等其它矿物填料的分解温度在700~900℃之间，吸热量为1800kJ/kg。在复合材料中含有相同重量的碳酸钙和聚合物时，热值将被降低6%。燃烧试验表明，复合材料能成功被燃烧，作为能量的再利用。如果掩埋被禁止，将碎片复合材料以10%的比例混合到城市固体废弃物中是一种实际可行的办法。
为了恢复不燃矿物的一些价值，对广泛使用的玻璃纤维增强和矿物填料的复合材料来说，在水泥窑中燃烧碎片复合材料是一条有效途径，所含矿物能被参到水泥中。已经研究了这些矿物对水泥生产工艺的影响，发现唯一的问题是：在用E玻璃纤维增强的复合材料中出现了硼。水泥中含有太多的硼，尽管不影响极限强度，但是将增加水泥的硬化时间。研究结果表明，如果水泥制品中复合材料的使用不导致水泥中二氧化硼的含量超过0.2%，那么对水泥性能不会产生明显影响。这意味着放入水泥窑中的聚合物复合材料不超过燃料的10%是合适的。
另外，如果碎片复合材料与煤在沸腾燃烧室内混合燃烧，复合材料中的碳酸钙填料将吸收煤燃烧释放出的硫的氧化物，减少硫的排入量。在工业上进行了一个试验，将730kg的SMC和BMC与煤在沸腾燃烧室内燃烧4d，发现复合材料中的碳酸钙填料所起的作用类似于石灰石粉，石灰石粉在工业上用来转移燃烧室燃气中硫的氧化物。[-page-]
2.2 采用流化层热工艺再利用纤维
在复合材料中，纤维增强材料有巨大的可回收价值。在过去的10多年里，Notingham大学研究的主题是开发流化床工艺从玻璃纤维和碳纤维增强的复合材料碎片中回收高级的玻璃纤维和碳纤维。碎片复合材料尺寸减小到25mm，装入流化床。流化床是由粒子尺寸为0.85mm的二氧化硅砂子构成的。砂子随热气流动，在450~550℃温度范围内典型流速是0.4~1.0m/s。在流化床里，聚合物从复合材料中挥发出去，纤维和填料被流化床带走，以粒子形式悬浮在气流中。然后将纤维和填料从气流中分离出来，通过高温的第二燃烧室，聚合物完全被氧化。其次，可以从热燃烧产品中回收热能。
这种工艺已经开发用来回收玻璃纤维和碳纤维。纤维产品是一种由6mm到十几mm长纤维丝组成的蓬松形式。纤维是干净的、很少有表面污染。玻璃纤维增强的聚合物复合材料在450℃下处理，在这个温度下聚合物挥发，纤维进入气流中。环氧树脂需要更高的温度，达到550℃，聚合物迅速挥发。
在450℃下处理后，玻璃纤维的拉伸强度下降了50%，但刚度保持不变。温度更高明，机械强度下降更多，在650℃下，强度下降90%。这些强度的降低与报道的热处理纤维相匹配，可以解释为在流化床工艺中高温的影响。值得注意的是，在流化床热处理时，任何玻璃纤维表面处理剂像聚合物树脂一样被带走。然而，在实验室试验中，研究在成型复合物中重用纤维，用硅烷对回收的纤维进行处理，结果发现机械性能没有任何提高。回收玻璃纤维的拉伸强度低限制其应用，而不是纤维表面粘接性能限制其应用。
碳纤维在550℃处理后，强度多降低20%，刚度保持不变。尽管在空气中处理，但碳纤维几乎没有被氧化。对回收的碳纤维表面进行分析也表明，仅有少量的表面氧含量减少，也说明在纤维重新用于成型复合材料时，纤维与树脂有很好的粘接性能。
流化床工艺的一个特殊优势是它能处理混合材料和含杂质的材料。这个工艺能够处理多种聚合物复合材料的混合物，也能处理表面喷漆材料或三文治结构复合材料带芯材的材料。带金属件的复合材料也可直接装入流化床，再次分类砂子时将其分离出来。回收的纤维主要用于团状模塑料或无织物产品中。
2.3 热解工艺
2.3.1 玻璃纤维复合材料
在热解工艺中，可燃材料在无氧条件下被加热。在此条件下，破坏了低分子有机物质(液体和气体)和固体碳产品。热解提供了一种从碎片复合材料的聚合物中回收材料的方法，为进一步的化学工艺提供原料。热解工芤流程简图如图1所示，放出的气体用作给工艺加热的燃气。
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一些研究人员已经研究了碎片复合材料的热解工艺。在美国，SMC汽车联盟早在上世纪九十年代就开始研究热解工艺了。工艺温度是700~1000℃，是为热解轮胎设计的批处理场。工艺产生的燃气、一些液体油产品和固体废料。燃气用于热解室的加热。固体废料被磨成粉沫，用作新SMC的填料。研究发现，在SMC中加入30%的磨碎固体废料不会影响工艺和机械性能。没有对热解油进行详细的化学分析，但报道说它与重油的成份类似。
如果适当的条件下，玻璃纤维能被回收，那么固体产品有潜在的价值，低温热解工艺被研究。温度大约为400℃，蒸汽的出现加速了聚合物降解，使纤维容易从热解产品中分离出来。然后固体产品被酸洗，分离碳酸钙，以氯化钙片状粉末回收；分离并洗净纤维。纤维的机械性能以一种特殊的断裂能保留形式被没测量。400℃的热解温度对除去聚合物是必需的，但纤维的特殊断裂能只保留了50%。
近，在利兹大学和西班牙毕尔巴鄂的工程学校研究了复合材料的热解。西班牙的研究报告包括聚酯SMC在300~700℃的热解，表1给出了SMC的组成，主要包括聚酯和玻璃纤维。400℃以下的热解不能满足聚合物的完全降解，然而，400~700℃产品热解形式基本一致，如表2所示。热解气体主要含有CO2和CO，伴有少于10%的碳氢化合物气体，还有大约14MJ/Nm3的热值。液体产品主要包括66%的芳香族化合物，和25%的氧化物，如：酮，羟酸，烷烃基苯，芳基萘，和大约37MJ/kg的热值，类似柴油。
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利兹大学的研究工作涉及350~800℃温度范围内的复合材料的热解。研究的复合材料包括：聚酯、乙烯基酯、环氧、酚醛热固性树脂，和聚丙燃、聚乙烯、对苯二甲酸酯热塑性塑料，采用的是玻璃纤维和碳纤维增强材料和碳酸钙填料。研究的热解是在固定的反应器中抽真空的情况下对复合材料进行加热。表3列出了材料对比和500℃、550℃下热解的产品。聚酯树脂在450℃下完全分解，其它树脂完全分解温度更高，达到500~550℃。一般复合材料产生1~10%的气体产品，二氧化碳占主要部分，但可燃性气体产品的热值不少于18MJ/kg，但环氧复合材料放出的气体富含甲烷，聚丙烯热塑性复合材料放出的气体含有单体丙烯。这些气体产品的热值在42MJ/kg到44MJ/kg之间。
热解产生的液体和固体可压缩产品含有不同等级的有机材料的混合物，如表3所示。油可作为燃料(热值约为30MJ/kg)和作为化学原料。表4列出了聚酯复合材料热解后的产品，可压缩液体包括26%的苯乙烯，固体可压缩产品是96%的邻苯二甲酸酐，这些物质都是生产聚酯树脂的有用原料。
热解产生的固体废料主要是玻璃纤维、碳纤维、矿物填料、和聚合物降解产生的碳。据报道，聚酯复合材料产生的固体废料含有16%的碳。在第二阶段，450℃的氧化工艺中，碳用来清洁玻璃纤维。这使纤维机械强度下降了50%，与其他研究人员的发现类似。用这些代替聚酯复合材料中原始短纤维的25%制成的复合材料，机械性能几乎没有下降。
2.3.2 碳纤维复合材料
日本一些实验室研究了用热解法回收碳纤维复合材料，该材料是以环氧和酚醛树脂为基体的。研究工作主要集中在：在空气中热解，随着加热碳纤维性能的变化。实验方法有些不确定，通常热解在空气流中发生。加热被延长几个小时，温度分别为400℃、500℃、600℃，测量拉伸强度，并与原始纤维的进行对比。结果暗示，碳纤维复合材料在500℃热解条件下，碳纤维拉伸强度几乎没有下降。然而，碳纤维在空气中被加热时，拉伸强度降低约25%。这可理解为，在没有树脂保护层时纤维氧化更严重。在600℃，碳纤维严重氧化，在热解条件下碳纤维拉伸强度下降超过30%。[-page-]
在美国粘接技术部门研究了环氧基碳纤维复合材料的催化热解工艺。在低温下热解(200℃左右)时，催化剂和聚合物全都降解成低分子的液态和气态的碳氢化合物，碳纤维基本上从树脂中分离出来。评价了一维碳纤维和织物碳纤维制成的飞机材料和预浸处理材料碎片复合材料。将材料切碎后装入边疆的热解反应器，反应5min。预浸处理材料有一层背纸，在热解过程中背纸也完全被降解。回收的液体产品的组分列于表5中，表6中列出了气体产品的组分，但没有报道液体和气体的比例。从环氧树脂回收的化学组分希望用于生产树脂的成分。表征了回收碳纤维的拉伸强度和表面化学性质，发现拉伸强度下降幅度为1~17%，表面分析结果是变化的。在一种情况下，回收碳纤维表面氧含量是83%，高于原始碳纤维的；在另一种情况下，表面氧含量下降约18%。在这两种情况下，氧对原始碳纤维的粘接是相似的，因此，回收的碳纤维适合用于与复合材料中聚合物基体的粘接。有报道称，将与波音合作进一步研究催化热解工艺。[-page-]
碳纤维复合材料的气化工艺也进行了研究。在这个工艺里，碎片在600℃控制氧流速的条件下被加热，聚合物转变成短链碳氢化合物和气体(H2和CO)，碳纤维被回收再利用。在这个艺中，纤维上会留有一些聚合物残渣，一般不超过10%。回收的纤维用于团状模塑料中代替玻璃纤维，与玻璃纤维相比，拉伸强度有所提高(超过25%)。[-page-]
目前，在丹麦正在研究采用热解工艺和气化工艺回收风机叶片。在这个工艺中，将风机叶片切割成1m长的碎片，装入大批量反应器里，在抽直空条件下加热；在热循环结束时通入空气，将碳氧化，以便回收干净的玻璃纤维和填料。热解产生的气体和液体产品用作能源，回收的固体产品(玻璃纤维和填料)用作增强材料，其使用方法类似于从机械回收工艺中得到的纤维产品的处理。
3 讨 论
热回收工艺的优势是能够处理更多被污染的碎片复合材料。流化床工艺可产生干净的纤维，但纤维与原始纤维的形式不同。因此，研发工作应明确材料应被再加工成低成本的产品，从热解工艺中产生的纤维也是一样的。回收的纤维上可能有不同等级的碳，限制了重新使用或需要进一步工艺进行回收。在原理上， 热解工艺比流化床工艺更复杂，但能从聚合物中生产出有用的有机材料。这些需要进一步的工艺把它们从混合物中分离出来，在大规模上需要考虑成本效用。
4 结 论
热固性复合材料的潜在回收工艺进行相当数量的研究，在这篇文章中描述了热回收工艺的一些关键研究工作。除此之外，各地还没有商业价值的复合材料回收活动，主要的市场结果是对生产复合材料回收品没有一个合理的价格。现在欧洲立法要求回收路线要满足复合材料，其它废器的管理办法不允许使用。欧洲复合材料工业响应欧洲复合材料回收思想，管是复合材料废品，并鼓励回收活动。
1 前 言
热固性复合材料应用广泛，如汽车、建筑等领域。在欧洲，每年大约生产一百万吨复合材料，尽管有许多成功应用，但是使用期满后的回收是难题。可回收性差，阻碍了发展，甚至阻碍了复合材料在某此领域的继续应用。回收热固性复合材料存在的如下问题，①热固性聚合物交联后，不能重塑；②常见的热固性树脂，如聚酯和环氧，不能降解到小分子。复合材料是不同材料的组合，这些材料有：聚合物、纤维增强体(玻璃纤维和碳纤维)、和多种价格的填料(廉价的矿物粉，和其它的功能材料，如阻燃剂)。几乎没有标准的配方，对许多应用来说，树脂、增强材料和填料是根据具体的应用而调整的。
复合材料经常与其他材料组合而成，例如，为了减轻和降低成本而采用泡沫芯材，为了加固其他组件而插入金属。
除了这些具体问题，还存在与组件服务期满，回收材料相关的其他问题，如：处理污染，收集、分辨、分类和分离废料的困难。
2 回收技术
已经提出并开发了一系列回收热固性复合材料的技术，本文要主阐述热解工艺，即用加热工艺破坏废料，使其转化成材料和能量。
2.1 热工艺能量燃烧和材料应用
热固性聚合物像所有有机材料一样有热值，能作为能源燃烧。已经有报道测量了聚酯、乙烯基酯、酚醛、脲醛树脂和环氧树脂的热值。除了脲醛的热值是15.700kJ/kg外，其它树脂的热值大约为30.000kJ/kg。通常使用的纤维和填料是不燃烧的，所以玻璃纤维增强复合材料的热值仅取决于所含聚合物的比例。
一些矿物填料在燃烧过程中分解、吸收热量，阻燃填料就是利用这一特点。然而，尽管阻燃剂能有效降低着火点和火焰传播速度，但是，总吸热量相对于树脂的热值是小的。例如：氢氧化铝和聚合物的含量相同，热值将被降低3.3%，类似的，碳酸钙等其它矿物填料的分解温度在700~900℃之间，吸热量为1800kJ/kg。在复合材料中含有相同重量的碳酸钙和聚合物时，热值将被降低6%。燃烧试验表明，复合材料能成功被燃烧，作为能量的再利用。如果掩埋被禁止，将碎片复合材料以10%的比例混合到城市固体废弃物中是一种实际可行的办法。
为了恢复不燃矿物的一些价值，对广泛使用的玻璃纤维增强和矿物填料的复合材料来说，在水泥窑中燃烧碎片复合材料是一条有效途径，所含矿物能被参到水泥中。已经研究了这些矿物对水泥生产工艺的影响，发现唯一的问题是：在用E玻璃纤维增强的复合材料中出现了硼。水泥中含有太多的硼，尽管不影响极限强度，但是将增加水泥的硬化时间。研究结果表明，如果水泥制品中复合材料的使用不导致水泥中二氧化硼的含量超过0.2%，那么对水泥性能不会产生明显影响。这意味着放入水泥窑中的聚合物复合材料不超过燃料的10%是合适的。
另外，如果碎片复合材料与煤在沸腾燃烧室内混合燃烧，复合材料中的碳酸钙填料将吸收煤燃烧释放出的硫的氧化物，减少硫的排入量。在工业上进行了一个试验，将730kg的SMC和BMC与煤在沸腾燃烧室内燃烧4d，发现复合材料中的碳酸钙填料所起的作用类似于石灰石粉，石灰石粉在工业上用来转移燃烧室燃气中硫的氧化物。[-page-]
2.2 采用流化层热工艺再利用纤维
在复合材料中，纤维增强材料有巨大的可回收价值。在过去的10多年里，Notingham大学研究的主题是开发流化床工艺从玻璃纤维和碳纤维增强的复合材料碎片中回收高级的玻璃纤维和碳纤维。碎片复合材料尺寸减小到25mm，装入流化床。流化床是由粒子尺寸为0.85mm的二氧化硅砂子构成的。砂子随热气流动，在450~550℃温度范围内典型流速是0.4~1.0m/s。在流化床里，聚合物从复合材料中挥发出去，纤维和填料被流化床带走，以粒子形式悬浮在气流中。然后将纤维和填料从气流中分离出来，通过高温的第二燃烧室，聚合物完全被氧化。其次，可以从热燃烧产品中回收热能。
这种工艺已经开发用来回收玻璃纤维和碳纤维。纤维产品是一种由6mm到十几mm长纤维丝组成的蓬松形式。纤维是干净的、很少有表面污染。玻璃纤维增强的聚合物复合材料在450℃下处理，在这个温度下聚合物挥发，纤维进入气流中。环氧树脂需要更高的温度，达到550℃，聚合物迅速挥发。
在450℃下处理后，玻璃纤维的拉伸强度下降了50%，但刚度保持不变。温度更高明，机械强度下降更多，在650℃下，强度下降90%。这些强度的降低与报道的热处理纤维相匹配，可以解释为在流化床工艺中高温的影响。值得注意的是，在流化床热处理时，任何玻璃纤维表面处理剂像聚合物树脂一样被带走。然而，在实验室试验中，研究在成型复合物中重用纤维，用硅烷对回收的纤维进行处理，结果发现机械性能没有任何提高。回收玻璃纤维的拉伸强度低限制其应用，而不是纤维表面粘接性能限制其应用。
碳纤维在550℃处理后，强度多降低20%，刚度保持不变。尽管在空气中处理，但碳纤维几乎没有被氧化。对回收的碳纤维表面进行分析也表明，仅有少量的表面氧含量减少，也说明在纤维重新用于成型复合材料时，纤维与树脂有很好的粘接性能。
流化床工艺的一个特殊优势是它能处理混合材料和含杂质的材料。这个工艺能够处理多种聚合物复合材料的混合物，也能处理表面喷漆材料或三文治结构复合材料带芯材的材料。带金属件的复合材料也可直接装入流化床，再次分类砂子时将其分离出来。回收的纤维主要用于团状模塑料或无织物产品中。
2.3 热解工艺
2.3.1 玻璃纤维复合材料
在热解工艺中，可燃材料在无氧条件下被加热。在此条件下，破坏了低分子有机物质(液体和气体)和固体碳产品。热解提供了一种从碎片复合材料的聚合物中回收材料的方法，为进一步的化学工艺提供原料。热解工芤流程简图如图1所示，放出的气体用作给工艺加热的燃气。
[-page-] 一些研究人员已经研究了碎片复合材料的热解工艺。在美国，SMC汽车联盟早在上世纪九十年代就开始研究热解工艺了。工艺温度是700~1000℃，是为热解轮胎设计的批处理场。工艺产生的燃气、一些液体油产品和固体废料。燃气用于热解室的加热。固体废料被磨成粉沫，用作新SMC的填料。研究发现，在SMC中加入30%的磨碎固体废料不会影响工艺和机械性能。没有对热解油进行详细的化学分析，但报道说它与重油的成份类似。
如果适当的条件下，玻璃纤维能被回收，那么固体产品有潜在的价值，低温热解工艺被研究。温度大约为400℃，蒸汽的出现加速了聚合物降解，使纤维容易从热解产品中分离出来。然后固体产品被酸洗，分离碳酸钙，以氯化钙片状粉末回收；分离并洗净纤维。纤维的机械性能以一种特殊的断裂能保留形式被没测量。400℃的热解温度对除去聚合物是必需的，但纤维的特殊断裂能只保留了50%。
近，在利兹大学和西班牙毕尔巴鄂的工程学校研究了复合材料的热解。西班牙的研究报告包括聚酯SMC在300~700℃的热解，表1给出了SMC的组成，主要包括聚酯和玻璃纤维。400℃以下的热解不能满足聚合物的完全降解，然而，400~700℃产品热解形式基本一致，如表2所示。热解气体主要含有CO2和CO，伴有少于10%的碳氢化合物气体，还有大约14MJ/Nm3的热值。液体产品主要包括66%的芳香族化合物，和25%的氧化物，如：酮，羟酸，烷烃基苯，芳基萘，和大约37MJ/kg的热值，类似柴油。
[-page-] 利兹大学的研究工作涉及350~800℃温度范围内的复合材料的热解。研究的复合材料包括：聚酯、乙烯基酯、环氧、酚醛热固性树脂，和聚丙燃、聚乙烯、对苯二甲酸酯热塑性塑料，采用的是玻璃纤维和碳纤维增强材料和碳酸钙填料。研究的热解是在固定的反应器中抽真空的情况下对复合材料进行加热。表3列出了材料对比和500℃、550℃下热解的产品。聚酯树脂在450℃下完全分解，其它树脂完全分解温度更高，达到500~550℃。一般复合材料产生1~10%的气体产品，二氧化碳占主要部分，但可燃性气体产品的热值不少于18MJ/kg，但环氧复合材料放出的气体富含甲烷，聚丙烯热塑性复合材料放出的气体含有单体丙烯。这些气体产品的热值在42MJ/kg到44MJ/kg之间。
热解产生的液体和固体可压缩产品含有不同等级的有机材料的混合物，如表3所示。油可作为燃料(热值约为30MJ/kg)和作为化学原料。表4列出了聚酯复合材料热解后的产品，可压缩液体包括26%的苯乙烯，固体可压缩产品是96%的邻苯二甲酸酐，这些物质都是生产聚酯树脂的有用原料。
热解产生的固体废料主要是玻璃纤维、碳纤维、矿物填料、和聚合物降解产生的碳。据报道，聚酯复合材料产生的固体废料含有16%的碳。在第二阶段，450℃的氧化工艺中，碳用来清洁玻璃纤维。这使纤维机械强度下降了50%，与其他研究人员的发现类似。用这些代替聚酯复合材料中原始短纤维的25%制成的复合材料，机械性能几乎没有下降。
2.3.2 碳纤维复合材料
日本一些实验室研究了用热解法回收碳纤维复合材料，该材料是以环氧和酚醛树脂为基体的。研究工作主要集中在：在空气中热解，随着加热碳纤维性能的变化。实验方法有些不确定，通常热解在空气流中发生。加热被延长几个小时，温度分别为400℃、500℃、600℃，测量拉伸强度，并与原始纤维的进行对比。结果暗示，碳纤维复合材料在500℃热解条件下，碳纤维拉伸强度几乎没有下降。然而，碳纤维在空气中被加热时，拉伸强度降低约25%。这可理解为，在没有树脂保护层时纤维氧化更严重。在600℃，碳纤维严重氧化，在热解条件下碳纤维拉伸强度下降超过30%。[-page-]
在美国粘接技术部门研究了环氧基碳纤维复合材料的催化热解工艺。在低温下热解(200℃左右)时，催化剂和聚合物全都降解成低分子的液态和气态的碳氢化合物，碳纤维基本上从树脂中分离出来。评价了一维碳纤维和织物碳纤维制成的飞机材料和预浸处理材料碎片复合材料。将材料切碎后装入边疆的热解反应器，反应5min。预浸处理材料有一层背纸，在热解过程中背纸也完全被降解。回收的液体产品的组分列于表5中，表6中列出了气体产品的组分，但没有报道液体和气体的比例。从环氧树脂回收的化学组分希望用于生产树脂的成分。表征了回收碳纤维的拉伸强度和表面化学性质，发现拉伸强度下降幅度为1~17%，表面分析结果是变化的。在一种情况下，回收碳纤维表面氧含量是83%，高于原始碳纤维的；在另一种情况下，表面氧含量下降约18%。在这两种情况下，氧对原始碳纤维的粘接是相似的，因此，回收的碳纤维适合用于与复合材料中聚合物基体的粘接。有报道称，将与波音合作进一步研究催化热解工艺。[-page-]
碳纤维复合材料的气化工艺也进行了研究。在这个工艺里，碎片在600℃控制氧流速的条件下被加热，聚合物转变成短链碳氢化合物和气体(H2和CO)，碳纤维被回收再利用。在这个艺中，纤维上会留有一些聚合物残渣，一般不超过10%。回收的纤维用于团状模塑料中代替玻璃纤维，与玻璃纤维相比，拉伸强度有所提高(超过25%)。[-page-]
目前，在丹麦正在研究采用热解工艺和气化工艺回收风机叶片。在这个工艺中，将风机叶片切割成1m长的碎片，装入大批量反应器里，在抽直空条件下加热；在热循环结束时通入空气，将碳氧化，以便回收干净的玻璃纤维和填料。热解产生的气体和液体产品用作能源，回收的固体产品(玻璃纤维和填料)用作增强材料，其使用方法类似于从机械回收工艺中得到的纤维产品的处理。
3 讨 论
热回收工艺的优势是能够处理更多被污染的碎片复合材料。流化床工艺可产生干净的纤维，但纤维与原始纤维的形式不同。因此，研发工作应明确材料应被再加工成低成本的产品，从热解工艺中产生的纤维也是一样的。回收的纤维上可能有不同等级的碳，限制了重新使用或需要进一步工艺进行回收。在原理上， 热解工艺比流化床工艺更复杂，但能从聚合物中生产出有用的有机材料。这些需要进一步的工艺把它们从混合物中分离出来，在大规模上需要考虑成本效用。
4 结 论
热固性复合材料的潜在回收工艺进行相当数量的研究，在这篇文章中描述了热回收工艺的一些关键研究工作。除此之外，各地还没有商业价值的复合材料回收活动，主要的市场结果是对生产复合材料回收品没有一个合理的价格。现在欧洲立法要求回收路线要满足复合材料，其它废器的管理办法不允许使用。欧洲复合材料工业响应欧洲复合材料回收思想，管是复合材料废品，并鼓励回收活动。
