CFRP在超临界流体中的降解实验及动力学研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hymzID
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics, CFRP)因其强度高、质量轻、耐久性好和耐腐蚀等优点,在航空航天、汽车工业、新能源工业等领域得到广泛应用。但碳纤维昂贵的价格限制了CFRP的广泛使用。在其生产过程中产生的边角料、残次品,使用过程中破坏的结构件及超过使用期的报废品中含有大量高性能的碳纤维材料。因此,废旧CFRP的回收与再生利用是实现碳纤维广泛应用的关键。论文以自制CFRP为研究对象,结合研发的CFRP超临界流体回收装置,开展了如下研究工作:(1)研究了CFRP在超临界CO2流体环境中的降解行为。分别考察了不同醇溶剂作为夹带剂时,超临界CO2和醇溶剂对CFRP中树脂基体降解的协同促进效应。结果表明:无夹带剂时,超临界C02对CFRP的降解效果不明显;以醇类溶剂作为夹带剂时,超临界CO2和醇类夹带剂协同作用,可有效促进CFRP中环氧树脂的降解,并且保温时间、反应温度和夹带剂含量与CFRP中的环氧树脂降解率正相关;反应压力对环氧树脂的降解率作用不明显;酸性催化剂和H202的加入能大幅提高环氧树脂的降解率。(2)研究了超临界甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇流体对CFRP中环氧树脂的降解能力。通过单丝拉伸测试,并结合Weibull分析方法,计算了回收碳纤维的力学性能,并采用SEM、AFM、XPS等测试手段分析了回收碳纤维的微观形貌和表面化学成分变化。结果表明:超临界正丁醇对CFRP中的环氧树脂有很好的降解能力,其次是超临界正丙醇,超临界甲醇不适于降解CFRP。不同超临界流体对CFRP的降解能力排序为:甲醇<乙醇<正丙醇<正丁醇。在温度为360℃、保温时间为60min、溶剂含量为350mL时,与碳纤维原丝相比,超临界正丙醇和超临界正丁醇回收碳纤维的强度保持率在98%以上,回收的碳纤维表面几乎无树脂残留,微观形貌与碳纤维原丝保持一致。(3)研究了CFRP在超临界醇溶剂中的降解动力学。首先建立了降解反应的动力学模型;依据CFRP在超临界醇流体中不同反应温度和时间条件下的降解实验,综合考虑最佳拟合和条件拟合曲线的相对位置,确定超临界醇类降解CFRP的反应级数n为2级,并分别计算了不同温度下的反应速率常数k,求解得到CFRP超临界降解反应的活化能E和指前因子k0,并最终建立了CFRP在不同超临界醇下的降解动力学方程。
其他文献
为支持贸易自由化和经济全球化,充分体现中国发展经济的自信和对外开放的决心,首届中国国际进口博览会将于2018年11月5日-10日在上海举办,这是迄今为止全世界第一个以进口为主题
报纸
为进一步推进陕西省学科带头人队伍建设,更好地发挥学科带头人的示范表率作用,由陕西师范大学干部培训中心和上海铭师培训中心联合举办的"陕西省学科带头人高级研修班"于2015
服务机器人已经得到广泛应用,设计一种全自动下围棋装置,能够自动交替落下黑白子,进行围棋对弈表演。这种自动交互下围棋装置具有同步齿形带X-Y运动单元,运动定位准确,噪声小
为提高潜孔钻机的可靠性,利用FMECA分析方法并结合Isograph软件对潜孔钻机进行FMECA分析。通过对潜孔钻机FMECA分析,确定了潜孔钻机危害性最高的组成结构,提出了预防维护的措
高校的信息的档案管理是非常重要的一种信息资源,在整个社会信息系统当中起到很重要的作用。现代社会发展如此快速,计算机网络技术的发展也在慢慢更新,在社会生活当中应用非
小学作文中人物描写既是基本功的训练,也是为文章增色的重要手段。必须加强训练坚持不懈。当然人物描写不仅仅局限在某些方面,它还涉及到神态描写,场景描写等。
基于常规测井资料的煤层岩石参数解释方法,在分析煤层及其特征的基础上,优选了计算煤层岩石参数的模型,提出了根据室内岩心测试结果转换动、静态弹性参数的手段,建立了利用压
成人教育是国家高等教育人才培养的一种模式,也受到各界人士的广泛重视,但是随着信息社会和知识经济时代的到来,经济全球化趋势的不断加剧,人类社会面临着巨大的改革,这种形
研究了多面体不确定离散多重时滞系统的稳定性分析和镇定问题.通过定义新的Lyapunov函数,提出了一个时滞相关稳定判据.并将de Oliveira的参数依赖思想引入该判据,得到了适用
在电厂等大型企业中,存在着大量的高温高压输汽管道,由于在设计安装、运行调节等方面存在问题,常常引发管道的振动,影响设备的正常使用,给安全生产带来巨大威胁。热网加热器