для утилізації збільшуються обсягів відходів композиційних матеріалів, зокрема углепластиков, необхідно розвиток технологій видобування та використання вторинного вуглецевого волокна. При цьому виникає наукова і прикладна задача підібрати такі умови вилучення волокна, які дозволять максимально зберегти бажані значення його фізико-хімічних характеристик, які можна порівняти з первинним волокном. У даній роботі представлений аналіз чинників, що впливають на властивості вторинного вуглецевого волокна і матеріалів, отриманих з його застосуванням, на всьому протязі його життєвого циклу.

Анотація наукової статті за технологіями матеріалів, автор наукової роботи - Ільїних Галина Вікторівна, Слюсар Наталія Миколаївна


Analysis of Factors Affecting the Properties of Recycled Carbon Fiber and Materials on its Basis

For recycling of increasing volumes of waste of composites, in particular carbon plastics, it is necessary to develop technologies for the extraction and application of recycled carbon fiber. At the same time there is a scientific and practical task to choose a such conditions of fiber extraction which will allow to keep desirable values ​​of its physical and chemical characteristics as high as possible and comparable with primary fiber. This paper presents an analysis of the factors affecting the properties of secondary carbon fiber and materials obtained with its use throughout its life cycle.


Область наук:

  • технології матеріалів

  • Рік видавництва: 2019


    Журнал

    Бюлетень науки і практики


    Наукова стаття на тему 'АНАЛІЗ ФАКТОРІВ, ЩО ВПЛИВАЮТЬ НА ВЛАСТИВОСТІ ВТОРИННОЇ вуглецевого волокна і МАТЕРІАЛІВ, ЯКІ ВОНО ЙОГО ВИКОРИСТАННЯМ'

    Текст наукової роботи на тему «АНАЛІЗ ФАКТОРІВ, ЩО ВПЛИВАЮТЬ НА ВЛАСТИВОСТІ ВТОРИННОЇ вуглецевого волокна і МАТЕРІАЛІВ, ЯКІ ВОНО ЙОГО ВИКОРИСТАННЯМ»

    ?Бюлетень науки і практики / Bulletin of Science and Practice Т. 5. №12. 2019

    https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619 / 2414-2948 / 49

    УДК 678 https://doi.org/10.33619/2414-2948/49/09

    AGRIS T01

    АНАЛІЗ ФАКТОРІВ, ЩО ВПЛИВАЮТЬ НА ВЛАСТИВОСТІ ВТОРИННОЇ вуглецевого волокна і МАТЕРІАЛІВ, ЯКІ ВОНО ЙОГО ВИКОРИСТАННЯМ

    © Ільїних Г. В., ORCID: 0000-0002-8829-3500, SPIN-код: 2995-4576, канд. техн. наук, Пермський державний технічний університет, м Перм, Росія, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    © Слюсар Н. Н., ORCID: 0000-0003-0123-6907, SPIN-код: 6624-9670, канд. техн. наук, Пермський державний технічний університет, м Перм, Росія, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    ANALYSIS OF FACTORS AFFECTING THE PROPERTIES OF RECYCLED CARBON FIBER AND MATERIALS ON ITS BASIS

    © Ilinykh G., ORCID: 0000-0002-8829-3500, SPIN-code: 2995-4576, Ph.D., Perm National Research Polytechnic University, Perm, Russia, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. © Sliusar N ., ORCID: 0000-0003-0123-6907, SPIN-code: 6624-9670, Ph.D., Perm National Research Polytechnic University, Perm, Russia, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Анотація. Для утилізації збільшуються обсягів відходів композиційних матеріалів, зокрема углепластиков, необхідно розвиток технологій видобування та використання вторинної вуглецевого волокна. При цьому виникає наукова і прикладна задача підібрати такі умови вилучення волокна, які дозволять максимально зберегти бажані значення його фізико-хімічних характеристик, які можна порівняти з первинним волокном. У даній роботі представлений аналіз чинників, що впливають на властивості вторинного вуглецевого волокна і матеріалів, отриманих з його застосуванням, на всьому протязі його життєвого циклу.

    Abstract. For recycling of increasing volumes of waste of composites, in particular carbon plastics, it is necessary to develop technologies for the extraction and application of recycled carbon fiber. At the same time there is a scientific and practical task to choose a such conditions of fiber extraction which will allow to keep desirable values ​​of its physical and chemical characteristics as high as possible and comparable with primary fiber. This paper presents an analysis of the factors affecting the properties of secondary carbon fiber and materials obtained with its use throughout its life cycle.

    Ключові слова: полімерний композиційний матеріал, вторинне вуглецеве волокно, вуглепластик, утилізація, що впливають чинники, життєвий цикл.

    Keywords: polymer composite material, recycled carbon fiber, recycling, factors, life cycle.

    Вступ

    Вуглецеве волокно і полімерні композитні матеріали на його основі заслужено вважаються матеріалами майбутнього, що відкривають можливості створення технологічного ефективного обладнання для багатьох потреб. Унікальне поєднання низької ваги і високої міцності - затребувана характеристика для авіаційних суден і автомобілів,

    Бюлетень науки і практики / Bulletin of Science and Practice Т. 5. №12. 2019

    https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619 / 2414-2948 / 49

    вітроенергетики, спортивного і туристичного обладнання. Проблема утилізації таких виробів може бути вирішена за розвитком промислово реалізованих технологій з вилучення та повторного застосування вуглецевого волокна [1-2].

    Перспективний напрямок утилізації зростаючих обсягів відходів полімерних композиційних матеріалів, зокрема углепластиков, з отриманням вторинного вуглецевого волокна пов'язано, в першу чергу з розробкою технологій звільнення волокна від полімерної матриці з максимальним збереженням властивостей волокна. Саме хороші фізико-механічні властивості вторинного вуглецевого волокна визначатимуть його затребуваність на ринку конструкційних матеріалів.

    Якість вторинного вуглецевого волокна і його споживчі властивості визначаються, перш за все, трьома групами параметрів:

    -фізико-механічними властивостями окремого волокна; -розмір дискретних волокон і їх орієнтацією; -стан поверхні волокон.

    Найважливіші фізико-механічні властивості вуглецевих волокон - це діаметр, модуль пружності при розтягуванні, руйнівне напруження при розтягуванні, відносне подовження при розтягуванні. Від цих властивостей безпосередньо залежать властивості міцності вироблених композиційних матеріалів.

    Розміри дискретних волокон і їх орієнтація визначають в першу чергу зручність роботи з вторинним вуглецевим волокном, а також об'ємну щільність волокна в композиті і його анізотропні властивості, що побічно також позначається на механічні властивості композиту.

    Стан поверхні волокна, в тому числі наявність на поверхні залишків смоли, пироуглерода, а також різних функціональних груп, визначає подальшу адгезію між волокном і смолою. В результаті поганої адгезії можливо «вислизання» волокна з матриці і руйнування композиту при відносно невеликих навантаженнях.

    Якість вторинного вуглецевого волокна обумовлено як властивостями первинних матеріалів, використаних для виробництва полімерних композиційних матеріалів, так і подальшим їх життєвим циклом. Умовно всі фактори, що впливають на якість вторинного вуглецевого волокна можна поділити на такі групи:

    -склад і властивості відходів полімерних композиційних матеріалів; -технології та умови вилучення вторинного вуглецевого волокна; -технології підготовки та укладання вторинного вуглецевого волокна; -технології виготовлення полімерних композиційних матеріалів на основі вторинного вуглецевого волокна.

    Усередині кожної групи факторів в свою чергу можна виділити окремі впливові фактори.

    Вплив складу і властивостей відходів полімерних композиційних матеріалів на умови вилучення і властивості вторинного вуглецевого волокна У Таблиці представлений аналіз впливу складу і властивості відходів полімерних композиційних матеріалів на якість вторинного вуглецевого волокна.

    Як випливає з Таблиці умови розкладання полімерних композиційних матеріалів з різних марок первинних вуглецевих волокон і різних смол значно відрізняються, проте на практиці потік утилізованих відходів буде змішаним, тому підбираються усереднені умови розкладання полімерної матриці і вивільнення вуглецевого волокна.

    Бюлетень науки і практики / Bulletin of Science and Practice Т. 5. №12. 2019

    https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619 / 2414-2948 / 49

    Таблиця.

    ВПЛИВ СКЛАДУ І ВЛАСТИВОСТІ ВІДХОДІВ ПОЛІМЕРНИХ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ НА ЯКІСТЬ ВТОРИННОЇ вуглецевого волокна

    фактор

    Результати досліджень і висновки

    Ймовірно, що різні волокна мають різну чутливість до умов піролізу в залежності від їх типу. Наприклад, вуглецеві волокна Hexcel AS4 показали сильне окислення при температурі 550 ° С в кисні, тоді як вуглецеві волокна високої міцності Toho-Tenax, що не окислюється при температурі 600 ° С на повітрі. Проблема в тому, що на практиці при утилізації відходів ПКМ зазвичай мають справу із сумішшю різних матеріалів і волокон, тому підібрати ідеальні умови може бути складно. Тому, щоб стабілізувати якість одержуваного вторинного волокна спеціально змішують різні партії відходів [3]

    Властивості первинного вуглецевого волокна

    Термічне звільнення вуглецевих волокон проводять при температурі від 450 до 700 ° С в залежності від виду застосовуваної смоли. Для руйнування Властивості поліефірних смол використовуються більш низькі температури, а для руйнування

    матриці епоксидних смол або термопластів, таких як, наприклад, поліефірефіркетони,

    потрібні більш високі температури [3]

    З використанням піролізу може бути важко видалити смолу, в Наявність і вид зокрема, між двома пересічними джгутами волокон при щільному плетіння плетінні [3]

    При утилізації відходів препрегів можливо витяг довгого волокна або

    навіть тканини з збереженим плетінням, яку теоретично можна повторно

    "Використовувати для формування [4]. Дослідження підтверджують втрату

    Пк ~. у міцності властивостей ПКМ в умовах, що імітують старіння [5], але

    ПКМ

    відсутні дані порівняльної характеристики волокна, витягнутого однаковим способом із щойно виготовленого ПКМ і ПКМ після _експлуатаціі_

    Вплив технології та умов вилучення на властивості вторинного вуглецевого волокна Наступною значущою групою факторів, що впливає на властивості вторинного вуглецевого волокна, є технології підготовки полімерних композиційних матеріалів, технології вилучення та очищення вуглецевого волокна.

    При термічному витяганні волокна з ПКМ спостерігається менше зниження міцності на розтягнення, ніж при нагріванні на повітрі чистих вуглецевих волокон (без матриці) [3]. Піроліз веде до утворення пироуглерода на поверхні волокон, що погіршує подальшу адгезію з новою матрицею [6]. Піроліз вуглецевого волокна при температурі вище 1300 ° C дозволяє повністю видалити піроуглерода з поверхні, отримати ідеально чисті волокна з високоактівірованной поверхнею, але їх міцність значно знижена в порівнянні з міцністю первинного волокна. Таким чином, необхідний компроміс між чистотою волокна і його міцністю, і, відповідно, обгрунтований вибір температури. Температура піролізу в діапазоні від 500 до 550 ° С, по-видимому, є оптимальною, щоб зберігати прийнятну міцність вуглецевих волокон (для порівняння, скловолокно зберігає менше 50% своїх механічних властивостей при температурі 400 ° С) [3].

    Вуглецеві волокна, витягнуті за допомогою обробки в псевдозрідженому шарі, зазвичай більш пошкоджені, ніж при піролізі, проте це багато в чому залежить від умов

    Бюлетень науки і практики / Bulletin of Science and Practice Т. 5. №12. 2019

    https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619 / 2414-2948 / 49

    процесу. На додаток до високої температури пошкодити волокна може також стирання піском [3]. Вплив гарячої окисної атмосфери на вуглецеве волокно перетворює деякі поверхневі гідроксильні групи в СО і СООН при збереженні співвідношення О / С. Витяг вуглецевого волокна за допомогою термічного окисного розкладання полімерної матриці не послаблює міжфазних зв'язків [7].

    За деякими даними вплив низькотемпературного сольволізу на властивості волокна порівняно з впливом високотемпературного сольволізу і піролізу через використання сильних кислот і / або окислювачів. Наявність молекул розчинника і каталізатора на поверхні волокна може призводити до поганої адгезії смоли до волокна і, отже, до поганих механічними властивостями нового ПКМ [3].

    Вплив технології підготовки вторинного вуглецевого волокна

    Для видалення пироуглерода, що залишився на поверхні волокна після піролізу, використовується термічна обробка в газовій фазі, що містить кисень (що, однак, може призводити до втрати міцності на розтяг). В якості альтернативи іноді розглядається можливість використання діоксиду вуглецю і пари води замість кисню для обробки волокон [6].

    Волокно, оброблене при високій температурі (600 ° С) значно пошкоджено і непридатне для виробництва ПКМ, в той час як термічна обробка при більш низьких температурах (450 ° С) призводить до незначного пошкодження волокна без очевидних хімічних змін поверхні волокна, тому пов'язана з незначним збільшенням адгезії до нової епоксидної матриці [8]. Волокна, витягнуті при 550 ° С в азоті протягом 2 год і термічно оброблені в другій стадії при 550 ° С в окисних умовах, зберегли більше 95% їх міцності на розтягнення без залишку смоли на поверхні [3].

    Ще один напрямок обробки витягнутого волокна - вплив плазми. У дослідженні [9] термічно оброблені первинні вуглецеві волокна, а також вторинні вуглецеві волокна, отримані в процесі термічної обробки, піддавалися обробці плазмою. Вплив двох різних технологічних газів (азоту і монооксиду азоту) і відстані між джерелом плазми і поверхнею волокна вивчався з метою збільшення концентрації кисню та азоту на поверхні волокна. Більш високий вміст кисень- і азотовмісних функціональних груп на поверхні волокна веде до кращої адгезії між вуглецевим волокном і матрицею (епоксидною смолою).

    Обробка вторинного вуглецевого волокна киснем дозволяє отримати збагачену киснем поверхню, яка краще взаємодіє з епоксидною смолою, сприяючи тим самим адгезії без необхідності додаткової обробки волокна клеять речовинами [10].

    Хімічна обробка азотною кислотою викликає незначні пошкодження волокна, але призводить до суттєвої модифікації його поверхні, що в свою чергу в подальшому збільшує адгезію волокно-матриця [8].

    Вплив технології укладання вторинного вуглецевого волокна

    Вторинне вуглецеве волокно використовується для об'ємного армування нових полімерних композиційних матеріалів, отримання та застосування нетканих матеріалів (матів з хаотично розташованих волокон), орієнтованих стрічок.

    Бюлетень науки і практики / Bulletin of Science and Practice Т. 5. №12. 2019

    https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619 / 2414-2948 / 49

    Для об'ємного армування зазвичай використовується волокно розмірами до 1 мм, волокно розмірами до 10 мм - для мокрого способу виробництва нетканих матів, а більш довге волокно - для виробництва нетканих матів сухим способом [11].

    Сухий спосіб виробництва матів з хаотично орієнтованих волокон в порівнянні з мокрим способом, в якому додатково використовувалася карбоксиметилцелюлоза, дозволяє домогтися більш високої об'ємної щільності волокна в ПКМ при використанні однакового тиску, що може бути пояснено використанням карбоксиметилцелюлози при диспергування волокна в воді. Карбоксиметилцелюлоза збільшує жорсткість мату за рахунок зчеплення волокон один з одним, що перешкоджає подальшому ущільнення [11].

    Спосіб сухого вирівнювання дискретних вуглецевих волокон був розроблений шляхом модифікації процесу виробництва пряжі [12]. Як суспендуючі і несучої середовища для переривчастих вуглецевих волокон використовувалися пухнасті синтетичні волокна замість зазвичай використовуються рідкого середовища. Використовуючи механічне взаємодія в методі сухого вирівнювання, шляхом витягування суміш з переривчастих вуглецевих волокон довжиною 200 мм і пухнастих поліпропіленових волокон була виготовлена ​​стрічка. Потім стрічку скручували в пряжу і отримували вирівняну заготовку пряжі, в якій приблизно 70% вуглецевих волокон були вирівняних під кутом ± 14 ° щодо направлення витягування. Модуль пружності при розтягуванні композитного зразка уздовж вирівняного напряму був приблизно в 10 разів більше, ніж в поперечному напрямку, і приблизно в 3,5 рази більше, ніж у зразків, отриманих з тієї ж пряжі з випадковою орієнтацією.

    При мокрому способі виробництва матів волокна попередньо диспергируют в в'язкої рідини, для чого використовуються розчини карбоксиметилцелюлоза, гліцерин та інші речовини. За результатами [11] мати, отримані з використанням «мокрого» способу і розчину карбоксиметилцелюлози володіють нижчими міцностівластивостями, що обумовлено неоднорідною просоченням нової смолою, оскільки карбоксиметилцеллюлоза діє як бар'єр, який перешкоджає течією матриці при просочуванні.

    Висока в'язкість гліцерину також дозволяє диспергировать пучки волокна до окремих волокон [13]. Для досліджень приблизно 500 мг волокон були дисперговані в 200-400 мл розчину гліцерин / вода. Осьова крильчатка перемешівателі працювала зі швидкістю 1100 об / хв 5 хвилин, після чого всі залишилися пучки волокон були видалені з розчину, і диспергована суспензія волокон була рівномірно вилита на нейлонову сітку, що закриває сито з нержавіючої сталі товщиною 10 см. Вакуум застосовували для видалення гліцерину і ущільнення волоконного мату. П'ятихвилинне час перемішування було розроблено для запобігання надмірного пошкодження волокон. Всього на мат було нанесено близько 10 г волокон. Потім мат ретельно промивали теплою деионизированной водою для видалення гліцерину і сушили при 180 ° С протягом двох годин. Однак до кінця виключити вплив гліцерину на подальшу адгезію волокна і матриці не вдалося. Висушування матів, отриманих при диспергування волокна в гліцерині, при температурі 300 ° С застосовувалося для забезпечення випаровування залишився гліцерину, який випаровується при ~ 290 ° С.

    При «мокрому» способі укладання волокна спостерігається негативний вплив диспергуючого агента, тому необхідні подальші дослідження цього впливу, а також пошук відповідних альтернатив застосовуються для цих цілей речовин. Крім того, необхідно досліджувати можливості додаткової обробки волокна з метою

    Бюлетень науки і практики / Bulletin of Science and Practice Т. 5. №12. 2019

    https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619 / 2414-2948 / 49

    зміни поверхні волокна і можливість застосування відповідних адгезивних агентів [11].

    Механічні властивості отриманого ПКМ залежать, в тому числі, від об'ємної щільності волокна - чим вище щільність, тим вище міцність. Густина ПКМ на основі первинного волокна зазвичай становить 50-63%, у матеріалів на основі вторинного волокна цей показник значно нижче. При виробництві матів з хаотичним розташуванням волокон об'ємна щільність може становити до 40% (зазвичай 30%) при використанні тиску понад 100 бар (10-7 Па), однак при цьому можливі пошкодження волокна, через які скорочується його довжина і губляться властивості міцності [4]. У дослідженні [14] за рахунок орієнтування волокна вдалося домогтися 41-55% об'ємної щільності волокна, проте це нижче, ніж очікувалося, так як окремі неправильно орієнтовані волокна приводили до утворення областей з низькою щільністю волокна, заповнених матрицею. За даними S. J. Pickering, Z. Liu, T. A. Turner, K. H. Wong вирівнювання (орієнтування) волокна дозволяє досягти 60% об'ємної щільності волокна при тиску до 100 бар з мінімальними втратами міцності волокна [4]. За рахунок тиску відбувається збільшення об'ємної щільності волокна, від якого в свою чергу залежать властивості міцності ПКМ. При використанні занадто високого тиску можливі пошкодження волокна, через які скорочується його довжина, і губляться властивості міцності.

    При формуванні виробів з ПКМ з додаванням вуглецевого волокна для об'ємного армування при проходженні через дюзи відбувається часткова орієнтація волокна (з'являються анізотропні властивості), однак при цьому практично неможливо домогтися високої об'ємної щільності волокна. Тому доцільніше виконувати попередню орієнтацію волокна в рідини, а потім видаляти рідину і висушувати волокно (у вигляді стрічок) для подальшого застосування. Однак, для орієнтації вуглецевого волокна неможливе застосування методів, широко використовуваних для інших волокон (наприклад, чесання бавовняних волокон), зважаючи на велику крихкості волокна [4].

    ПКМ з використанням добре орієнтованого волокна має на 90% більшу жорсткість і на 100% більшу міцність на розтягнення в напрямку орієнтації волокна, ніж ПКМ з хаотично орієнтованого волокна [15].

    Для створення орієнтованих стрічок використовувалася суспензія волокна в розчині гліцерину, яка за допомогою спеціального сопла подавалася всередину обертового сітчастого барабана. Швидкість на виході сопла була тангенциально вирівняна по колу барабана. Волокна стають частково вирівняними в сходиться соплі і додатково вирівняні, коли вони контактують з сіткою на барабані [11].

    Вплив технологій виготовлення полімерних композиційних матеріалів на основі вторинного вуглецевого волокна

    Якість вторинного вуглецевого волокна, як уже було сказано вище, визначається, в тому числі, і його адгезію до нової матриці. При цьому в якості перспективних напрямків використань можна розглядати застосування в якості матриці не тільки «класичних» фенолформальдегідних і епоксидних смол, а й інших полімерних матеріалів з гарну адгезію до вторинного волокна.

    Гібридні неткані матеріали з вторинного вуглецевого волокна і термопластичних волокон можуть бути безпосередньо використані для виробництва ПКМ і не вимагають додаткового додавання матриці, і відповідно, не вимагають стадій просочення. В ході досліджень термопластичні композити, виготовлені з рубленого вуглецевого волокна / поліпропілену в пропорціях 1%, 5% і 7% по масі волокна,

    Бюлетень науки і практики / Bulletin of Science and Practice Т. S. №12. 2019

    https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619 / 2414-2948 / 49

    були отримані шляхом екструзії і інжекції. Термопластичное волокно (поліпропілен) діє при цьому як матричний компонент. За результатами механічних, термічних і морфологічних випробувань отриманий композит являє собою складну фазову систему з низькою адгезією між вуглецевими волокнами і поліпропіленової матрицею, що дозволяє зробити висновок про необхідність вибору інших матеріалів матриці. Поліпшення адгезії між волокном і поліпропіленової матрицею було досягнуто шляхом додавання сполучного агента з малеїновим ангідридом [1б].

    Можливе отримання гібридних композитів на основі орієнтованого вуглецевого волокна та скловолокна для додання ПКМ нових властивостей (наприклад, псевдопластичних деформацій), однак більш необхідно більш детальні дослідження. Гібридні композити з вуглецевого і натурального волокна (наприклад, льону) з епоксидної матрицею можуть бути застосовуватися у випадках, коли зниження основних механічних властивостей, наприклад жорсткості і міцності, є прийнятним компромісом для поліпшення вторинних властивостей, наприклад шумоізоляційних, і зниження грошових витрат [17].

    висновки

    Як випливає з результатів виконаного аналізу, якістю вторинного вуглецевого волокна можна управляти, підбираючи ті чи інші методи його звільнення з полімерної матриці, а також умови цього процесу (температуру, наявність окислювачів і т. П.). Крім того, якість полімерних композиційних матеріалів, отриманих на основі вторинного вуглецевого волокна, також можна змінювати, наприклад, за рахунок додаткової обробки і модифікації поверхні волокна, його орієнтування і підбір матриці.

    Результати, представлені в статті, були отримані в ході виконання державного завдання Міністерства освіти і науки РФ в рамках заходу «Ініціативні наукові проекти», код заявки 5.9729.2017 / 8.9.

    Список літератури:

    1. Тукачева К. О., Куликова Ю. В., Ільїних Г. В. Апробація різних реагентів для хімічного вилучення вуглецевого волокна з полімерних композиційних матеріалів // Бюлетень науки і практики. 2018. Т. 4. №12. С. 42-S0.

    2. Тукачева К. О., Ільїних Г. В., Слюсар Н. Н. Термічні методи утилізації та знищення полімерних композиційних матеріалів на основі вуглецевих волокон // Бюлетень науки і практики. 2018. Т. 4. №12. С. S1-61.

    3. Oliveux G., Dandy L. O., Leeke G. A. Current status of recycling of fibre reinforced polymers: Review of technologies, reuse and resulting properties // Progress in Materials Science.

    2015. V. 72. P. 61-99. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.201S.01.004

    4. Pickering S. J., Liu Z., Turner T. A., Wong K. H. Applications for carbon fibre recovered from composites // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing,

    2016. V. 139. №1. P. 01200S. https://doi.org/10.1088/17S7-899X/139/1/01200S

    5. Barbosa A. P. C., Fulco A. P. P., Guerra E. S., Arakaki F. K., Tosatto M., Costa M. C. B., Melo J. D. D. Accelerated aging effects on carbon fiber / epoxy composites // Composites Part B: Engineering. 2017. V. 110. P. 298-306. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2016.11.004

    6. Limburg M., Stockschlader J., Quicker P. Thermal treatment of carbon fibre reinforced polymers (Part 1: Recycling) // Waste Management & Research. 2019. V. 37. №1_suppl. P. 73-82. https://doi.org/10.1177/0734242X188202S1

    Бюлетень науки і практики / Bulletin of Science and Practice Т. 5. №12. 2019

    https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619 / 2414-2948 / 49

    7. Jiang G., Pickering S. J., Walker G. S., Wong K. H., Rudd C. D. Surface characterisation of carbon fibre recycled using fluidised bed // Applied Surface Science. 2008. V. 254. №9. P. 25882593. https://doi.org/10.1016Zj.apsusc.2007.09.105

    8. Greco A., Maffezzoli A., Buccoliero G., Caretto F., Cornacchia G. Thermal and chemical treatments of recycled carbon fibres for improved adhesion to polymeric matrix // Journal of Composite Materials. 2013. V. 47. №3. P. 369-377. https://doi.org/10.1177/0021998312440133

    9. Schneller A., ​​Mueller W. M., Roessle R., Horn S. R. Surface Modification of Recycled Carbon Fibers by Use of Plasma Treatment // Key Engineering Materials. Trans Tech Publications Ltd, 2017. V. 742. P. 576-582. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.742.576

    10. Mazzocchetti L., Benelli T., D'Angelo E., Leonardi C., Zattini G., Giorgini L. Validation of carbon fibers recycling by pyro-gasification: The influence of oxidation conditions to obtain clean fibers and promote fiber / matrix adhesion in epoxy composites // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2018. V. 112. P. 504-514. https://doi.org/10.10167j.compositesa.2018.07.007

    11. Wolling J., Schmieg M., Manis F., Drechsler K. Nonwovens from recycled carbon fibres-comparison of processing technologies // Procedia CIRP. 2017. V. 66. P. 271-276. https://doi.org/10.1016/j.procir.2017.03.281

    12. Miyake T., Imaeda S. A dry aligning method of discontinuous carbon fibers and improvement of mechanical properties of discontinuous fiber composites // Advanced Manufacturing: Polymer & Composites Science. 2016. V. 2. №3-4. P. 117-123. https://doi.org/10.1080/20550340.2016.1265693

    13. Van de Werken N., Reese M. S., Taha M. R., Tehrani M. Investigating the effects of fiber surface treatment and alignment on mechanical properties of recycled carbon fiber composites // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2019. V. 119. P. 38-47. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2019.01.012

    14. Yu H., Potter K. D., Wisnom M. R. A novel manufacturing method for aligned discontinuous fibre composites (High Performance-Discontinuous Fibre method) // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2014. V. 65. P. 175-185. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2014.06.005

    15. Guell D. C., Graham A. L. Improved mechanical properties in hydrodynamically aligned, short-fiber composite materials // Journal of composite materials. 1996. V. 30. №1. P. 2-12. https://doi.org/10.1177/002199839603000101

    16. Burn D. T., Harper L. T., Johnson M., Warrior N. A., Nagel U., Yang L., Thomason J. The usability of recycled carbon fibres in short fibre thermoplastics: interfacial properties // Journal of Materials Science. 2016. V. 51. №16. P. 7699-7715. https://doi.org/10.1007/s10853-016-0053-y

    17. Longana M., Ondra V., Yu H., Potter K., Hamerton I. Reclaimed Carbon and Flax Fibre Composites: Manufacturing and Mechanical Properties // Recycling. 2018. Vol. 3. №4. P. 52. https://doi.org/10.3390/recycling3040052

    References:

    1. Tukacheva, K., Kulikova, Yu., & Ilinykh, G. (2018). Approbation of various reagents for chemical recovery of carbon fiber from polymer composite materials. Bulletin of Science and Practice, 4 (12), 42-50. (In Russian).

    2. Tukacheva, K., Ilinykh, G., & Slyusar, N. (2018). Thermal treatment and disposal of carbon fiber reinforced composites. Bulletin of Science and Practice, 4 (12), 51-61. (In Russian).

    Бюлетень науки і практики / Bulletin of Science and Practice Т. 5. №12. 2019

    https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619 / 2414-2948 / 49

    3. Oliveux, G., Dandy, L. O., & Leeke, G. A. (2015). Current status of recycling of fibre reinforced polymers: Review of technologies, reuse and resulting properties. Progress in Materials Science, 72, 61-99. https://doi.org/10.1016Zj.pmatsci.2015.01.004

    4. Pickering, S. J., Liu, Z., Turner, T. A., & Wong, K. H. (2016). Applications for carbon fibre recovered from composites. In: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing. https://doi.org/10.1088/1757-899X/139/1Z012005

    5. Barbosa, A. P. C., Fulco, A. P. P., Guerra, E. S., Arakaki, F. K., Tosatto, M., Costa, M. C. B., & Melo, J. D. D. (2017). Accelerated aging effects on carbon fiber / epoxy composites. Composites PartB: Engineering, 110, 298-306. https://doi.org/10.10167j.compositesb.2016.11.004

    6. Limburg, M., Stockschlader, J., & Quicker, P. (2019). Thermal treatment of carbon fibre reinforced polymers (Part 1: Recycling). Waste Management & Research, 37 (1_suppl), 73-82. https://doi.org/10.1177/0734242X18820251

    7. Jiang, G., Pickering, S. J., Walker, G. S., Wong, K. H., & Rudd, C. D. (2008). Surface characterisation of carbon fibre recycled using fluidised bed. Applied Surface Science, 254 (9), 2588-2593. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2007.09.105

    8. Greco, A., Maffezzoli, A., Buccoliero, G., Caretto, F., & Cornacchia, G. (2013). Thermal and chemical treatments of recycled carbon fibres for improved adhesion to polymeric matrix. Journal of Composite Materials, 47 (3), 369-377. https://doi.org/10.1177/0021998312440133

    9. Schneller, A., Mueller, W. M., Roessle, R., & Horn, S. R. (2017). Surface Modification of Recycled Carbon Fibers by Use of Plasma Treatment. In: Key Engineering Materials (Vol. 742, pp. 576-582). Trans Tech Publications Ltd. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.742.576

    10. Mazzocchetti, L., Benelli, T., D'Angelo, E., Leonardi, C., Zattini, G., & Giorgini, L. (2018). Validation of carbon fibers recycling by pyro-gasification: The influence of oxidation conditions to obtain clean fibers and promote fiber / matrix adhesion in epoxy composites. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 112, 504-514. https://doi.org/10.1016/jxompositesa.2018.07.007

    11. Wolling, J., Schmieg, M., Manis, F., & Drechsler, K. (2017). Nonwovens from recycled carbon fibres-comparison of processing technologies. Procedia CIRP, 66, 271-276. https://doi.org/10.1016/j.procir.2017.03.281

    12. Miyake, T., & Imaeda, S. (2016). A dry aligning method of discontinuous carbon fibers and improvement of mechanical properties of discontinuous fiber composites. Advanced Manufacturing: Polymer & Composites Science, 2 (3-4), 117-123. https://doi.org/10.1080/20550340.2016.1265693

    13. Van de Werken, N., Reese, M. S., Taha, M. R., & Tehrani, M. (2019). Investigating the effects of fiber surface treatment and alignment on mechanical properties of recycled carbon fiber composites. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 119, 38-47. https://doi.org/10.1016/jxompositesa.2019.01.012

    14. Yu, H., Potter, K. D., & Wisnom, M. R. (2014 року). A novel manufacturing method for aligned discontinuous fibre composites (High Performance-Discontinuous Fibre method). Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 65, 175-185. https://doi.org/10.1016/jxompositesa.2014.06.005

    15. Guell, D. C., & Graham, A. L. (1996). Improved mechanical properties in hydrodynamically aligned, short-fiber composite materials. Journal of composite materials, 30 (1), 2-12. https://doi.org/10.1177/002199839603000101

    Бюлетень науки і практики / Bulletin of Science and Practice Т. 5. №12. 2019

    https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619 / 2414-2948 / 49

    16. Burn, D. T., Harper, L. T., Johnson, M., Warrior, N. A., Nagel, U., Yang, L., & Thomason, J. (2016). The usability of recycled carbon fibres in short fibre thermoplastics: interfacial properties. Journal of Materials Science, 51 (16), 7699-7715. https://doi.org/10.1007/s10853-016-0053-y

    17. Longana, M., Ondra, V., Yu, H., Potter, K., & Hamerton, I. (2018). Reclaimed Carbon and Flax Fibre Composites: Manufacturing and Mechanical Properties. Recycling, 3 (4), 52. https://doi.org/10.3390/recycling3040052

    Робота надійшла Прийнята до публікації

    до редакції 11.11.2019 р 17.11.2019 р.

    Посилання для цитування:

    Ільїних Г. В., Слюсар Н. М. Аналіз факторів, що впливають на властивості вторинного вуглецевого волокна і матеріалів, отриманих з його застосуванням // Бюлетень науки і практики. 2019. Т. 5. №12. С. 79-88. https://doi.org/10.33619/2414-2948/49/09

    Cite as (APA):

    Ilinykh, G., & Sliusar, N. (2019). Analysis of Factors Affecting the Properties of Recycled Carbon Fiber and Materials on its Basis. Bulletin of Science and Practice, 5 (12), 79-88. https://doi.org/10.33619/2414-2948/49/09 (in Russian).


    Ключові слова: ПОЛІМЕРНІ КОМПОЗИЦІЙНИЙ МАТЕРІАЛ /ВТОРИННЕ вуглецевого волокна /вуглепластика /УТИЛІЗАЦІЯ /ВПЛИВАЮТЬ ФАКТОРИ /ЖИТТЄВИЙ ЦИКЛ /POLYMER COMPOSITE MATERIAL /RECYCLED CARBON FIBER /RECYCLING /FACTORS /LIFE CYCLE

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити