成果報告書詳細
管理番号20110000000511
タイトル平成21年度成果報告書 平成19年度採択産業技術研究助成事業 07A20009a 亜臨界流体による炭素繊維強化プラスチックのリサイクル技術の開発 平成21年度中間
公開日2011/5/17
報告書年度2009 - 2009
委託先名国立大学法人静岡大学岡島いづみ
プロジェクト番号P00041
部署名研究開発推進部
和文要約超臨界メタノール及び超臨界1-プロパノールを用いてCFRPのマトリクス樹脂であるエポキシ樹脂の架橋点を選択的に分解し、アルコールに可溶化した。その分解反応速度は1次反応モデルで良好に表され、活性化エネルギーは超臨界メタノールでは83.0kJ/mol、超臨界1-プロパノールでは87.6kJ/molとほぼ同じだった。またCFRPリサイクル用小型プラントを製作し、実証試験を行った。300℃、8MPaの超臨界メタノールを用いて120分間、CFRPを処理したところ、CFRP中の全ての熱硬化エポキシ樹脂を、メタノールに可溶でエポキシ樹脂骨格を有する熱可塑性樹脂として回収できた。また同時に回収した炭素繊維を分析したところ、引っ張り強度の低下はバージンの炭素繊維に比べて10%以下だった。一方、回収した炭素繊維とエポキシ樹脂の界面せん断強度は、バージンの炭素繊維に比べて約20%低下したので、炭素繊維を再利用する場合には、炭素繊維の表面酸化処理が必要なことがわかった。
英文要約The crosslinking point of the thermosetting epoxy resin was decomposed using supercritical (SC) methanol or SC 1-propanol and the recovered resin was dissolved in each alcohol. The decomposition reaction rate was expressed by the first-order reaction model. The activation energies using SC methanol and SC 1-propanol were 83.0kJ/mol and 87.6kJ/mol. The bench-scale plant of CFRP recycling was constructed and operated for verification test. When CFRP was treated with SC methanol at 300oC and 8MPa for 120min, whole thermosetting epoxy resin in CFRP was converted into methanol-soluble thermoplastic resin with the epoxy resin structure. The tensile strength of the recovered carbon fiber (CF) showed a decrease within 10%, comparing with that of the virgin CF. The interfacial shear strength of the recovered CF and the virgin epoxy resin decreased by around 20%, comparing with that of the virgin CF and epoxy resin. Therefore the oxidation treatment of the surface of the recovered CF is required for the reuse of the recovered CF.
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