成果報告書詳細
管理番号20100000000149
タイトル平成20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20年度中間
公開日2010/2/24
報告書年度2008 - 2008
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 若手研究グラントグループ
和文要約 CFRP中の熱硬化エポキシ樹脂を400℃、20MPaの亜臨界水中に2.5wt%炭酸カリウム触媒を添加して45分間処理すると、回収されたフェノール類モノマーの合計収率は74%となった。またこの時得られた炭素繊維は付着物がないきれいな繊維として回収できたが、単繊維の引っ張り強度はバージンの炭素繊維に比べて15%低下し、更にエポキシ樹脂との接着性を良くするために付加された炭素繊維表面の官能基の割合が低下した。
一方、触媒を加えずに270℃、10MPaの超臨界アルコールによりCFRP中の熱硬化エポキシ樹脂を60分分解すると、エポキシ樹脂中の架橋点を選択的に切断して、樹脂骨格を有した状態でアルコールに可溶な生成物として回収できた。この生成物に硬化剤を添加して再硬化したところ、分解前の熱硬化エポキシ樹脂の90-100%の強度を得ることができた。さらに回収した炭素繊維の引っ張り強度の低下は使用前の炭素繊維の10%以内に抑えられており、この時の繊維表面の官能基の脱落は、亜臨界水を用いる場合に比べてかなり少ない状態で回収することができた。
英文要約 In the first technique using subcritical water, the thermosetting epoxy resin in CFRP was decomposed to phenolic monomers and others completely at 400oC, 20MPa, 45min in the presence of 2.5wt% potassium carbonate. The yield of the phenolic monomers was 74%. At this condition, carbon fiber without solid residue could be recovered. The tensile strength decreased by around 15% comparing with that of virgin carbon fiber. Some functional groups on the surface of carbon fiber, which are necessary to realize high adhesive performance with epoxy resin, removed after subcritical water treatment.
In the second technique using supercritical methanol or n-propanol without catalyst, the crosslinking element of the thermosetting epoxy resin in CFRP was decomposed and the resin dissolved in supercritical alcohol completely. The alcohol-soluble resin was cured again and the strength was 90-100% of the virgin thermosetting epoxy resin. The recovered carbon fiber was clean, and the tensile strength decreased within 10%. The removal of the carbonyl and carboxyl groups on the surface of the carbon fiber was suppressed in comparison with subcritical water.
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