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碳纤维/环氧树脂复合材料(CFRP)因其优异的性能被越来越广泛地应用于航空航天、军事、汽车、交通运输、建筑、体育和医疗等领域。然而,CFRP需求量越来越多将导致越来越多废弃物的产生,因此CFRP废弃物的处理成为越来越急迫的问题。CFRP中的碳纤维具有很高的回收价值,目前国内外研究人员探究了多种方法回收CFRP中的碳纤维,其中热解法处理CFRP回收碳纤维可以保持碳纤维良好的力学性能,具有较高的碳纤维回收率和广阔地工业化应用前景。微波是一种利用微波能加热材料的方式,具有内部加热、快速加热、均匀加热和选择性加热的特点,在材料的制备、烧结和回收方面具有广阔的发展潜力。本文结合热解法回收CFRP中碳纤维的技术特点和微波加热的技术优势,提出利用微波直接热解CFRP,对CFRP中的环氧树脂进行降解并回收碳纤维。(1)系统的开展了CFRP的热解行为和动力学研究,探讨了CFRP在不同气氛下的热解行为,描述了CFRP在有氧和无氧环境下的降解温度和失重变化,开展了CFRP热解的动力学研究。(2)开展了微波热解CFRP的升温特性研究,测定了CFRP在微波场中的介电常数,探讨了CFRP随温度升高的吸波性能变化。结果表明在微波场中,CFRP的吸波性能良好,具有较强的将微波能转化为热量的能力。(3)开展了微波一步热解法回收CFRP中碳纤维的研究,并对回收后碳纤维的显微结构、晶格参数、石墨化程度和官能团种类进行了分析。研究了加热方式、反应温度和保温时间等主要因素对CFRP失重率和碳纤维回收率的影响。结果表明微波一步法回收碳纤维的最佳实验条件是:平均功率为500 W,反应温度为450℃,保温时间为13 min,碳纤维的回收率为85%。(4)开展了微波两步热解法回收CFRP中碳纤维的研究,并对回收后碳纤维的显微结构、石墨化程度、化学键和官能团种类进行了分析。研究了加热方式、反应温度和保温时间等主要因素对CFRP失重率和碳纤维回收率的影响。结果表明微波两步热解法回收碳纤维的最佳实验条件是:500℃惰性气体气氛下保温30min,然后在450℃氧气气氛下保温40 min,碳纤维的回收率可达94%。