浅谈复合材料的回收利用方法

    树脂基复合材料以比强度高、比模量高、抗疲劳断裂性能好、耐化学腐蚀、耐候性好等优点，在航空工业、汽车工业及风电产业得到广泛应用。尤其在风电产业，大功率风电叶片基本都由树脂基复合材料制造成型的。风电产业在过去几年经历迅猛发展，也意味着将来会集中退役，叶片具有的巨大结构尺寸、复合材料高强性能和耐化学腐蚀等特点，给回收处理增加了难度。目前，树脂基复合材料回收方法主要分三种：物理回收法、热解回收法、溶液回收法。

物理回收法

    机械粉碎回收法作为较早被研究的一种物理回收方法，主要依靠机械设备，通过机械力将复合材料碾碎、压碎或切碎，获得尺寸不一的块体颗粒、短纤等物质。该方法具有工艺简单、不产生污染物等特点，在不影响材料性能的前提下，回收的块体颗粒可作为填料适量加入其它材料中。

    北京玻璃钢研究院徐佳等人对粉碎回收料尺寸及应用范围进行总结。尺寸>25×25mm的粒子可用于建材，如废纸制造的纸板、轻型水泥板、农用地面覆盖材料和隔音材料等; 尺寸在3.2～9.5mm的粒子可用于屋顶沥青和混凝土的填料、铺路材料补强剂等;<60μm的粒子可用于片状模塑料、团状模塑料和热塑性塑料填料等。虽然物理回收方法操作简单，可以回收不同类型的复合材料，但纤维受到破坏较大，无法得到长纤维。

热解回收法

    热解回收法大体可分两种，一种是只涉及能量回收的焚化或燃烧，将粉碎的复合材料颗粒焚烧处理，把燃烧的热量转化为其它形式的能量使用，该处理方法简单，但生产成本高，废弃物燃烧容易放出有毒气体，而且燃烧后灰分填埋会对环境造成二次污染。

    另一种是在空气或惰性气体环境中利用热量使树脂降解的方法。回收过程充分利用降解产生的热量，不仅能得到表面干净的纤维，还能得到有机液体燃料，如热解油。但如果回收条件控制不好的话，废气中会掺杂污染物，且回收的纤维受到高温作用，其机械性能也会受到较大影响。总的来说，热解法技术难度大，对回收设备要求高，回收费用较高。

溶剂回收法

    溶剂法是在一定压力和温度的条件下，通过溶剂(如硝酸、高沸点的醇或胺、超/ 亚临界流体等)作用使树脂分子链发生降解或解聚，而达到回收再利用的目的。该方法能较好分解基体树脂而不损伤纤维性能，但是设备造价高，设备耐腐蚀性、抗氧化性等要求也比较高，且溶液后处理也较复杂。

    以上每种回收方法都有优点，也有不可回避的缺点，有些方法还停留在试验室阶段，由于叶片不同部位结构各异，不同叶片所用基体树脂也千差万别，没有任何一种方法能完美解决叶片回收问题，必须根据叶片结构和材料特点，采用合适的回收方式。根据风电行业的发展轨迹，叶片回收利用将成为风电产业的一个新的环节，也将成为风电产业可持续发展的关键。