【行業動態】新的熱固性塑膠回收系統促進碳纖維增強塑膠再利用

環氧樹脂是一種常用於膠水、油漆和複合材料的熱固性樹脂。NIMS 和 ISMA 開發了一種新的熱固性塑膠回收系統，能夠輕鬆分解天然衍生肽水溶液中的環氧樹脂。該系統的使用可以促進塑膠的再利用和回收利用，包括碳纖維增強塑膠 （CFRP），碳纖維與環氧樹脂基質相結合，被廣泛的行業所採用。

圖 1： 環氧樹脂與肽溶液的回收系統。

塑膠造成的環境汙染，尤其是海洋環境，這引起了全球對促進塑膠廢物回收的迫切需要的關注。已經開發了一些回收方法，透過熱和化學過程分解容器和包裝中使用的熱塑性樹脂，並且正在努力將回收裝置投入實際使用。另一方面，熱固性樹脂（包括環氧樹脂）的熱降解性差且在可用溶劑中的溶解度低，因此尚未開發回收熱固性樹脂的方法。

這個研究小組最近開發的環氧樹脂能夠在谷胱甘肽-天然衍生肽的水溶液容易地分解環氧樹脂回收方法。谷胱甘肽具有去除人體有毒物質的能力。受這種解毒反應的啟發，該團隊透過在環氧樹脂中加入二硫基 （-SS-） 來修改環氧樹脂的結構，使樹脂分子可被谷胱甘肽的硫醇基 （-SH） 裂解。在該系統中，環氧樹脂浸入水溶液中的谷胱甘肽被證實完全溶解，沒有留下任何固體殘留物。然後回收分解的環氧樹脂殘留物並再次轉化為環氧樹脂。回收樹脂的儲能模量（剛度指標）與原始樹脂的儲能模量幾乎相同，並且它們的效能僅受到重複回收的輕微影響。因為谷胱甘肽很少出現在生物體外，所以它不會意外分解正常條件下仍在使用的環氧樹脂。

圖 2：提議的 CFRP 回收系統

沒有其他成熟的回收技術能夠將大部分不可燃的 CFRP 分離成碳纖維和樹脂並回收這些材料。使用這種回收系統可以促進碳纖維複合材料的回收。此外，該系統適用於除環氧樹脂外的其他型別樹脂和複合材料的回收。在未來的研究中，該團隊計劃將該系統應用於各種常用塑膠材料的回收利用，從而促進迴圈塑膠經濟的發展。

文章來源：賢集網

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