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碳纤维复合材料在超临界正丁醇中降解的反应动力学

成焕波 黄海鸿 刘志峰 赵志培 经德齐

成焕波, 黄海鸿, 刘志峰, 等. 碳纤维复合材料在超临界正丁醇中降解的反应动力学[J]. 复合材料学报, 2016, 33(9): 1922-1930. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151112.003
引用本文: 成焕波, 黄海鸿, 刘志峰, 等. 碳纤维复合材料在超临界正丁醇中降解的反应动力学[J]. 复合材料学报, 2016, 33(9): 1922-1930. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151112.003
CHENG Huanbo, HUANG Haihong, LIU Zhifeng, et al. Reaction kinetics of degradation of carbon fiber-reinforced plastic in supercritical n-butanol[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2016, 33(9): 1922-1930. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151112.003
Citation: CHENG Huanbo, HUANG Haihong, LIU Zhifeng, et al. Reaction kinetics of degradation of carbon fiber-reinforced plastic in supercritical n-butanol[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2016, 33(9): 1922-1930. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151112.003

碳纤维复合材料在超临界正丁醇中降解的反应动力学

doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151112.003
基金项目: 国家自然科学基金(51375135);教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-12-0837)
详细信息
    通讯作者:

    成焕波, 博士, 研究方向为碳纤维复合材料的回收及其再生利用。 E-mail: chb19870411@163.com

  • 中图分类号: TB332;X705

Reaction kinetics of degradation of carbon fiber-reinforced plastic in supercritical n-butanol

  • 摘要: 采用超临界正丁醇在KOH作用下从碳纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料中回收高性能CF。分析了反应温度和反应时间对CF/EP复合材料中EP降解率的影响,研究了回收CF增强聚丙烯(PP)复合材料的力学性能;分析了降解液相产物组分,研究了EP固化体系在超临界正丁醇中的催化降解历程,建立了降解动力学模型,通过解算动力学参数建立了催化降解动力学方程。结果表明:反应温度和反应时间与EP的降解率呈明显的正相关性;与原CF增强PP复合材料相比,回收CF增强PP复合材料的拉伸强度下降9.2%,弯曲强度下降20.9%,弯曲模量下降10.9%,冲击强度下降7.4%;CF/EP复合材料降解反应主要为EP固化体系分子链段中C—C、—O— 等线性链段的断裂以及交联部位C—N的断裂;CF/EP复合材料催化降解的反应级数为2,反应活化能为165.2 kJ·mol-1,指前因子为3.62×1013 min-1,建立的动力学方程可解决反应温度和反应时间不可预估的问题。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2015-09-11
  • 修回日期:  2015-10-26
  • 刊出日期:  2016-09-15

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