淺談復合材料的回收利用方法

　　樹脂基復合材料以比強度高、比模量高、抗疲勞斷裂性能好、耐化學腐蝕、耐候性好等優點，在航空工業、汽車工業及風電產業得到廣泛應用。尤其在風電產業，大功率風電葉片基本都由樹脂基復合材料制造成型的。風電產業在過去幾年經歷迅猛發展，也意味著將來會集中退役，葉片具有的巨大結構尺寸、復合材料高強性能和耐化學腐蝕等特點，給回收處理增加了難度。目前，樹脂基復合材料回收方法主要分三種：物理回收法、熱解回收法、溶液回收法。
　　物理回收法
　　機械粉碎回收法作為較早被研究的一種物理回收方法，主要依靠機械設備，通過機械力將復合材料碾碎、壓碎或切碎，獲得尺寸不一的塊體顆粒、短纖等物質。該方法具有工藝簡單、不產生污染物等特點，在不影響材料性能的前提下，回收的塊體顆粒可作為填料適量加入其它材料中。
　　北京玻璃鋼研究院徐佳等人對粉碎回收料尺寸及應用范圍進行總結。尺寸>25×25mm 的粒子可用于建材，如廢紙制造的紙板、輕型水泥板、農用地面覆蓋材料和隔音材料等； 尺寸在3.2 ～ 9.5mm 的粒子可用于屋頂瀝青和混凝土的填料、鋪路材料補強劑等；<60μm 的粒子可用于片狀模塑料、團狀模塑料和熱塑性塑料填料等。雖然物理回收方法操作簡單，可以回收不同類型的復合材料，但纖維受到破壞較大，無法得到長纖維。
　　熱解回收法
　　熱解回收法大體可分兩種，一種是只涉及能量回收的焚化或燃燒，將粉碎的復合材料顆粒焚燒處理，把燃燒的熱量轉化為其它形式的能量使用，該處理方法簡單，但生產成本高，廢棄物燃燒容易放出有毒氣體，而且燃燒后灰分填埋會對環境造成二次污染。
　　另一種是在空氣或惰性氣體環境中利用熱量使樹脂降解的方法。回收過程充分利用降解產生的熱量，不僅能得到表面干凈的纖維，還能得到有機液體燃料，如熱解油。但如果回收條件控制不好的話，廢氣中會摻雜污染物，且回收的纖維受到高溫作用，其機械性能也會受到較大影響。總的來說，熱解法技術難度大，對回收設備要求高，回收費用較高。
　　溶劑回收法
　　溶劑法是在一定壓力和溫度的條件下，通過溶劑（如硝酸、高沸點的醇或胺、超/ 亞臨界流體等）作用使樹脂分子鏈發生降解或解聚，而達到回收再利用的目的。該方法能較好分解基體樹脂而不損傷纖維性能，但是設備造價高，設備耐腐蝕性、抗氧化性等要求也比較高，且溶液后處理也較復雜。
　　以上每種回收方法都有優點，也有不可回避的缺點，有些方法還停留在試驗室階段，由于葉片不同部位結構各異，不同葉片所用基體樹脂也千差萬別，沒有任何一種方法能完美解決葉片回收問題，必須根據葉片結構和材料特點，采用合適的回收方式。根據風電行業的發展軌跡，葉片回收利用將成為風電產業的一個新的環節，也將成為風電產業可持續發展的關鍵。