category: Композиционные материалы
УДК 678.8
Chursova L.V.1, Tsybin A.I.1, Grebeneva T.A.1, Panina N.N.1
РЕЦИКЛИНГ ЭПОКСИДНЫХ СВЯЗУЮЩИХ И ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ИХ ОСНОВЕ (обзор)
Рассмотрены наиболее распространенные методы рециклинга угле- и стеклопластиков на основе эпоксидных связующих. Переработка термореактивных полимеров и материалов на их основе представляет собой одну из самых сложных задач в области химии композиционных материалов. Данный класс материалов не может быть возвращен в исходное расплавное состояние посредством нагревания и в дальнейшем заново отформован, так как в них присутствует пространственная сетка прочных химических связей. Еще большие трудности по сравнению с отвержденными полимерными композициями представляет рециклинг полимерных композиционных материалов, которые являются многофазными, включающими фазы наполнителя, волокна и матрицы отвержденного полимерного связующего.
Keywords: рециклинг, термореактивные связующие, эпоксидные связующие, полимерные композиционные материалы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Каблов Е.Н., Чурсова Л.В., Бабин А.Н., Мухаметов Р.Р., Панина Н.Н. Разработки ФГУП «ВИАМ» в области расплавных связующих для полимерных композиционных материалов // Полимерные материалы и технологии. 2016. Т. 2. №2. С. 37–42.
2. Чурсова Л.В., Душин М.И., Коган Д.И., Панина Н.Н., Ким М.А., Гуревич Я.М., Платонов А.А. Пленочные связующие для RFI-технологии // Российский химический журнал. 2010. Т. 54. №1. С. 63–66.
3. Мухаметов Р.Р., Ахмадиева К.Р., Чурсова Л.В., Коган Д.И. Новые полимерные связующие для перспективных методов изготовления конструкционных волокнистых ПКМ // Авиационные материалы и технологии. 2011. №2. С. 38–42.
4. Панина Н.Н., Ким М.А., Гуревич Я.М., Григорьев М.М., Чурсова Л.В., Бабин А.Н. Связующие для безавтоклавного формования изделий из полимерных композиционных материалов // Клеи. Герметики. Технологии. 2013. №10. С. 18–27.
5. Постнова М.В., Постнов В.И. Опыт развития безавтоклавных методов формирования ПКМ // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №4. Ст. 06. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 13.10.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-4-6-6.
6. Чурсова Л.В., Раскутин А.Е., Гуревич Я.М., Панина Н.Н. Связующее холодного отверждения для строительной индустрии // Клеи. Герметики. Технологии. 2012. №5. С. 40–44.
7. Чурсова Л.В., Ким М.А., Панина Н.Н., Швецов Е.П. Наномодифицированное эпоксидное связующее для строительной индустрии // Авиационные материалы и технологии. 2013. №1 (26). С. 40–47.
8. Каблов Е.Н. Химия в авиационном материаловедении // Российский химический журнал. 2010. Т. LIV. №1. С. 3–4.
9. Каблов Е.Н., Старцев О.В., Кротов А.С., Кириллов В.Н. Климатическое старение композиционных материалов авиационного назначения. I. Механизмы старения // Деформация и разрушение материалов. 2011. №11. С. 19–27.
10. Вешкин Е.А., Постнов В.И., Абрамов П.А. Пути повышения качества деталей из ПКМ при вакуумном формовании // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14. №4 (3). С. 831–838.
11. Гребенева Т.А., Панина Н.Н., Чурсова Л.В., Цыбин А.И. Полимерные связующие для композиционных материалов строительного назначения // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2015. №8. С. 13–17.
12. Коган Д.И., Чурсова Л.В., Петрова А.П. Полимерные композиционные материалы, полученные путем пропитки пленочным связующим // Композиционные материалы. 2011. №11. С. 2–6.
13. Григорьев М.М., Коган Д.И., Твердая О.Н., Панина Н.Н. Особенности изготовления ПКМ методом RFI // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №4. Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 13.10.2016).
14. Григорьев М.М., Коган Д.И., Гусев Ю.А., Гуревич Я.М. Особенности изготовления ПКМ методом вакуумного формования препрега // Авиационные материалы и технологии. 2014. №3. С. 67–71. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-3-67-71.
15. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 7–17.
16. Pickering S.J. Recycling technologies for thermoset composite materials-current status // Composites: Part A. 2006. Vol. 37. P. 1206–1215.
17. Scheirs J. Polymer recycling: science, technology and applications. New York: Wiley, 1998. 614 р.
18. Process for separating fibres from composite materials: pat. WO 1993005883 A1, filed 18.09.92; publ. 01.04.93.
19. Hartt G.N., Carey D.P. Economics of recycling thermosets. SAE Technical Paper 920802. 1992. DOI:10.4271/920802.
20. Skrifvars M. Introduction to composites recycling // Recycling of composite materials in transport: COMPOSITE thematic network workshop (Pitea, Sweden, 2003). URL: http://www.compositn.net (дата обращения: 13.10.2016).
21. Thomas R., Guild F.J., Adams R.D. The dynamic properties of recycled thermoset composites // Proceedings of eighth international conference on fibre reinforced composites-FRC 2000. Newcastle upon Tyne, UK, 2000. P. 549–556.
22. Pickering S.J., Benson M. The recycling of thermosetting plastics. Plastics and rubber institute. Second international conference plastics recycling. London, 1991. P. 21–31.
23. Pickering S.J., Kelly R.M., Kennerley J.R., Rudd C.D. A fluidized-bed process for the recovery of glass fibres from scrap thermoset composites // Composites Science and Technology. 2000. Vol. 60. No. 4. P. 509–523.
24. Yip H.L.H., Pickering S.J., Rudd C.D. Characterisation of carbon fibres recycled from scrap composites using fluidized bed process // Plastic Rubber and Composites. 2002. Vol. 31. No. 6. P. 278–282.
25. Soh S.K., Lee D.K., Cho Q., Rag Q. Low temperature pyrolysis of composite scrap. Proceedings of 10th annual ASM/ESD advanced composites conference. Dearborn (Michigan). 1994. P. 47–52.
26. Cunliffe A.M., Jones N., Williams P.T. Pyrolysis of composite plastic waste // Environmental Technology. 2003. Vol. 24. No. 5. P. 653–663.
27. Ushikoshi K., Komatsu N., Sugino M. Recycling of CFRP by pyrolysis method // Journal the Society Materials. Science. Japan. 1995. Vol. 44. P. 428–433.
28. Allred R.E., Newmeister G.C., Doak T.J., Cochran R.C., Coons A.B. Tertiary recycling of cured composite aircraft parts // Proc. «Composites97»: Manufacturing and Tooling Conference. Dearborn: Society of Manufacturing Engineers, 1997. P. EM97-110–EM97-110-17.
29. Allred R.E., Gosau J.M., Wesley T.F. Integrated composite recycling process // Proc. 38th SAMPLE Technology Conference (Dallas, 2006). URL: https://www.researchgate.net/publica-tion/286712047_Integrated_Composite_Recycling_Process (дата обращения: 13.10.2016).
30. Grove-Neilsen E. Material and thermal recycling of wind turbine blades and other fibreglass items by ReFiber ApS // Recycling of composite materials in transport: COMPOSITE thematic network workshop (Pitea, Sweden, 2003). URL: http://www.compositn.net (дата обращения: 13.10.2016).
31. Bell J.R., Pickering S.J., Yip H., Rudd C.D. Environmental aspects of the use of carbon fibre composites in vehicles-recycling and life cycle analysis // ELV: Proceedings of end of life vehicle conference. University of Warwick, 2002.
32. Kao C.C., Ghita O.R., Hallam K.R. et al. Mechanical studies of single glass fibres recycled from hydrolysis process using sub-critical water // Composites: Part A: Applied science and manufacturing. 2012. Vol. 43. No. 3. P. 398–410.
33. Каблов Е.Н. Авиационное материаловедение: итоги и перспективы // Вестник Российской академии наук. 2002. Т. 72. №1. С. 3–12.
2. Чурсова Л.В., Душин М.И., Коган Д.И., Панина Н.Н., Ким М.А., Гуревич Я.М., Платонов А.А. Пленочные связующие для RFI-технологии // Российский химический журнал. 2010. Т. 54. №1. С. 63–66.
3. Мухаметов Р.Р., Ахмадиева К.Р., Чурсова Л.В., Коган Д.И. Новые полимерные связующие для перспективных методов изготовления конструкционных волокнистых ПКМ // Авиационные материалы и технологии. 2011. №2. С. 38–42.
4. Панина Н.Н., Ким М.А., Гуревич Я.М., Григорьев М.М., Чурсова Л.В., Бабин А.Н. Связующие для безавтоклавного формования изделий из полимерных композиционных материалов // Клеи. Герметики. Технологии. 2013. №10. С. 18–27.
5. Постнова М.В., Постнов В.И. Опыт развития безавтоклавных методов формирования ПКМ // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №4. Ст. 06. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 13.10.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-4-6-6.
6. Чурсова Л.В., Раскутин А.Е., Гуревич Я.М., Панина Н.Н. Связующее холодного отверждения для строительной индустрии // Клеи. Герметики. Технологии. 2012. №5. С. 40–44.
7. Чурсова Л.В., Ким М.А., Панина Н.Н., Швецов Е.П. Наномодифицированное эпоксидное связующее для строительной индустрии // Авиационные материалы и технологии. 2013. №1 (26). С. 40–47.
8. Каблов Е.Н. Химия в авиационном материаловедении // Российский химический журнал. 2010. Т. LIV. №1. С. 3–4.
9. Каблов Е.Н., Старцев О.В., Кротов А.С., Кириллов В.Н. Климатическое старение композиционных материалов авиационного назначения. I. Механизмы старения // Деформация и разрушение материалов. 2011. №11. С. 19–27.
10. Вешкин Е.А., Постнов В.И., Абрамов П.А. Пути повышения качества деталей из ПКМ при вакуумном формовании // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14. №4 (3). С. 831–838.
11. Гребенева Т.А., Панина Н.Н., Чурсова Л.В., Цыбин А.И. Полимерные связующие для композиционных материалов строительного назначения // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2015. №8. С. 13–17.
12. Коган Д.И., Чурсова Л.В., Петрова А.П. Полимерные композиционные материалы, полученные путем пропитки пленочным связующим // Композиционные материалы. 2011. №11. С. 2–6.
13. Григорьев М.М., Коган Д.И., Твердая О.Н., Панина Н.Н. Особенности изготовления ПКМ методом RFI // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №4. Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 13.10.2016).
14. Григорьев М.М., Коган Д.И., Гусев Ю.А., Гуревич Я.М. Особенности изготовления ПКМ методом вакуумного формования препрега // Авиационные материалы и технологии. 2014. №3. С. 67–71. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-3-67-71.
15. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 7–17.
16. Pickering S.J. Recycling technologies for thermoset composite materials-current status // Composites: Part A. 2006. Vol. 37. P. 1206–1215.
17. Scheirs J. Polymer recycling: science, technology and applications. New York: Wiley, 1998. 614 р.
18. Process for separating fibres from composite materials: pat. WO 1993005883 A1, filed 18.09.92; publ. 01.04.93.
19. Hartt G.N., Carey D.P. Economics of recycling thermosets. SAE Technical Paper 920802. 1992. DOI:10.4271/920802.
20. Skrifvars M. Introduction to composites recycling // Recycling of composite materials in transport: COMPOSITE thematic network workshop (Pitea, Sweden, 2003). URL: http://www.compositn.net (дата обращения: 13.10.2016).
21. Thomas R., Guild F.J., Adams R.D. The dynamic properties of recycled thermoset composites // Proceedings of eighth international conference on fibre reinforced composites-FRC 2000. Newcastle upon Tyne, UK, 2000. P. 549–556.
22. Pickering S.J., Benson M. The recycling of thermosetting plastics. Plastics and rubber institute. Second international conference plastics recycling. London, 1991. P. 21–31.
23. Pickering S.J., Kelly R.M., Kennerley J.R., Rudd C.D. A fluidized-bed process for the recovery of glass fibres from scrap thermoset composites // Composites Science and Technology. 2000. Vol. 60. No. 4. P. 509–523.
24. Yip H.L.H., Pickering S.J., Rudd C.D. Characterisation of carbon fibres recycled from scrap composites using fluidized bed process // Plastic Rubber and Composites. 2002. Vol. 31. No. 6. P. 278–282.
25. Soh S.K., Lee D.K., Cho Q., Rag Q. Low temperature pyrolysis of composite scrap. Proceedings of 10th annual ASM/ESD advanced composites conference. Dearborn (Michigan). 1994. P. 47–52.
26. Cunliffe A.M., Jones N., Williams P.T. Pyrolysis of composite plastic waste // Environmental Technology. 2003. Vol. 24. No. 5. P. 653–663.
27. Ushikoshi K., Komatsu N., Sugino M. Recycling of CFRP by pyrolysis method // Journal the Society Materials. Science. Japan. 1995. Vol. 44. P. 428–433.
28. Allred R.E., Newmeister G.C., Doak T.J., Cochran R.C., Coons A.B. Tertiary recycling of cured composite aircraft parts // Proc. «Composites97»: Manufacturing and Tooling Conference. Dearborn: Society of Manufacturing Engineers, 1997. P. EM97-110–EM97-110-17.
29. Allred R.E., Gosau J.M., Wesley T.F. Integrated composite recycling process // Proc. 38th SAMPLE Technology Conference (Dallas, 2006). URL: https://www.researchgate.net/publica-tion/286712047_Integrated_Composite_Recycling_Process (дата обращения: 13.10.2016).
30. Grove-Neilsen E. Material and thermal recycling of wind turbine blades and other fibreglass items by ReFiber ApS // Recycling of composite materials in transport: COMPOSITE thematic network workshop (Pitea, Sweden, 2003). URL: http://www.compositn.net (дата обращения: 13.10.2016).
31. Bell J.R., Pickering S.J., Yip H., Rudd C.D. Environmental aspects of the use of carbon fibre composites in vehicles-recycling and life cycle analysis // ELV: Proceedings of end of life vehicle conference. University of Warwick, 2002.
32. Kao C.C., Ghita O.R., Hallam K.R. et al. Mechanical studies of single glass fibres recycled from hydrolysis process using sub-critical water // Composites: Part A: Applied science and manufacturing. 2012. Vol. 43. No. 3. P. 398–410.
33. Каблов Е.Н. Авиационное материаловедение: итоги и перспективы // Вестник Российской академии наук. 2002. Т. 72. №1. С. 3–12.
Вы можете оставить комментарий к статье. Для этого необходимо зарегистрироваться на сайте.
