成果報告書詳細
管理番号20110000001773
タイトル平成19年度~平成22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22年度最終
公開日2012/1/13
報告書年度2007 - 2010
委託先名静岡大学岡島いづみ
プロジェクト番号P00041
部署名技術開発推進部
和文要約小型プラントを用いて、酸無水物系硬化剤を用いた熱硬化性エポキシ樹脂をマトリクス樹脂とするCFRPを280℃、8MPa、超臨界メタノールの流通時間120分で処理して回収した炭素繊維とバージン樹脂を組み合わせてCFRPにすると、バージンの炭素繊維と樹脂を用いたCFRPと同程度の層間せん断強度を有するリサイクルCFRPを作成できた。一方、層間剥離が起こったために、炭素繊維の表面処理により樹脂の接着性を向上させることが望ましい。アミン系硬化剤を用いた熱硬化性エポキシ樹脂をマトリックス樹脂とするCFRPから炭素繊維を回収するために、超臨界アルコールに代わって超臨界アセトンを用いると、320℃、6MPa、20分で熱硬化性エポキシ樹脂を分解し完全に可溶化できた。この時の所要時間は、同温、同圧の1-プロパノールを用いた時の半分であり、超臨界アセトンは効果的な反応溶媒であることがわかった。ただし分解生成物は幅広い分子量分布を持つ油状の物質だった。これまでの研究開発で得られたCFRPリサイクルの最適条件を基に本技術の所要エネルギーとCO2排出量を算出したところ、CFRP1トンをリサイクルする際のCO2排出量は、CFRP1トン中に含まれる炭素繊維0.4トンを製造する際のCO2排出量のわずか30%であることを明らかにした。
英文要約The interlaminar shear strength of CFRP produced from the CF, which was recovered from used CFRP at 280oC and 8MPa for 120min by supercritical methanol in bench-scale plant, and virgin epoxy resin was almost the same as that of CFRP produced from virgin CF and epoxy resin. However the delamination was observed in the CFRP consisting of the recovered CF and virgin resin. Therefore the treatment of the surface of the recovered CF was desired for the improvement of the adhesion with the matrix resin.CFRP with amine curing epoxy resin was decomposed and dissolved in supercritical acetone at 320oC, 6MPa and 20min completely. The products were oil and they did not maintain epoxy resin structure. The energy and CO2 emission for the recycling of a ton of CFRP by supercritical methanol was calculated based on the optimum condition of CFRP recycling. The CO2 emission in this process was 30% of that of the production of 0.4 ton of CF used in a ton of CFRP.
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