回收玻璃纤维:这种多功能产品有哪些选择?

回收玻璃纤维:这种多功能产品有哪些选择?

最近,我们写了关于塑料垃圾的问题以及生物塑料可能产生的潜在影响。世界上大部分塑料垃圾来自袋子、食品容器和其他类型的包装。

纤维增强塑料(玻璃钢)虽然只占总量的一小部分,但却是我们在处理产品达到使用寿命终点时产生的废物时面临的挑战的一部分。

您可能从未在当地的回收中心见过“玻璃纤维”垃圾箱,但确实存在将废弃的玻璃钢产品变成有用材料的方法。在这篇文章中,我们想解释一些当前使用的方法。

玻璃钢的主要用途

让我们首先考虑玻璃钢废物的来源。虽然玻璃钢的应用范围很广,但有两个行业特别生产大规模使用玻璃钢的产品,这就产生了一个尖锐而明显的问题,即在生命周期结束时如何处理这些产品。

首先是风能领域。我们越来越多地看到在地平线上转动的巨大涡轮叶片是由玻璃钢制成的,使用寿命有限。叶片的前缘受到空气中的灰尘和其他碎屑的惊人磨损,因为尖端在旋转时可以以超过150英里/小时的速度行进。大约二十年后,它们必须被更换。最新的叶片长约350英尺。那是一大块玻璃纤维。

由于风力发电的日益普及,预计到2050年涡轮叶片将构成约483,000吨玻璃钢废料。

这里的另一个重要部门是航空航天。飞机的机翼和机身部分越来越多地使用玻璃钢。到2050年,仅北美的飞机工业就可能生产约160,000吨已达到使用寿命终点的玻璃钢。

玻璃钢独特的回收挑战

纤维增强塑料有多种形式,具体取决于所使用的塑料和增强纤维。最常见的塑料是环氧树脂和聚酯树脂。大多数玻璃钢采用玻璃纤维作为增强材料,但也有相当一部分采用碳纤维。

由于玻璃钢是一种复合材料,因此它对回收提出了独特的挑战。当涉及到金属或简单塑料等材料时,材料是统一的,您只需要考虑对单一物质的要求。例如,废钢可以全部扔进同一个锅中,熔化,然后再利用。

玻璃钢由两种截然不同的材料制成,化学键合在一起。没有简单的方法可以将增强纤维从塑料中分离出来,以便分别进行处理。相反,任何回收过程都必须同时处理这两者,并注意每一种的不同品质。

玻璃纤维回收技术

那么,这种难以处理的材料在使用寿命结束时是如何处理的呢?我们可以将回收利用的技术分为三个不同的类别:机械、热和化学。

机械玻璃纤维回收

从技术上讲,这是最简单的方法。它涉及将玻璃钢机械分解成小块甚至粉末,具体取决于应用。这通常分几个阶段进行,首先将涡轮叶片之类的东西锯成较大的部分,然后将较小的部分送入能够切割和研磨这种极其坚韧的材料的工业机械中。

由此产生的产品可用于低级复合材料中的填充物(想想那些用于装饰板或公园长椅的塑料板)。

这种方法的优点是简单,100%地利用了废料。一个缺点是玻璃纤维被分解成很短的长度,不再适用于高强度应用。

  • 热玻璃纤维回收

这种方法利用热量将膨胀的玻璃纤维转化为可用材料。最常见的形式是称为热解的过程,其中玻璃纤维被充分加热以将塑料中的有机化合物转化为气体。这种气体被收集和提炼以产生天然气和石油。该气体类似于天然气,可用作燃料。这种油通常与其他类型的燃料油混合。

当基体在这个过程中被烧掉时,纤维就被留下了。不幸的是,热量往往会降低它们的质量,从而显着降低它们的强度。正在研究再生所得玻璃纤维的方法,但目前,它们被用于不需要那么高强度的应用。

另一种处理玻璃钢废物的有趣方法是将其用作水泥制造过程中所用窑炉的燃料。与机械方法一样,第一步是将产品粉碎成粉末状。在适当准备好这种磨碎的玻璃钢后,将其作为燃料送入水泥窑。当基质中存在的玻璃钢的有机部分作为燃料燃烧掉时,玻璃中残留的矿物质会融入水泥混合物本身。

这导致完全使用玻璃钢,并且是一个相对简单的过程。此外,它不会降低最终水泥产品的质量。德国一直是这种玻璃钢回收模式的先行者。那里的一家大型水泥厂每年使用15,000吨复合废物,其中大部分来自涡轮叶片。

  • 化纤玻璃回收

这种方法涉及化学溶解塑料基体以将其与增强纤维分离。这种方法相当新,尚未在商业规模上使用。优点是它有望在不显着降低纤维质量的情况下回收纤维。然而,它很昂贵并且使用危险化学品。未来的发展可能会缓解这两个问题。

下一步:更广泛的采用

尽管上述技术(除最后一项外)已在使用,但大部分玻璃钢仍将在使用寿命结束时进入垃圾填埋场。在许多情况下,它仍然是最便宜的处置选择。不过,在未来几年,我们预计随着政府收紧法规以及公司更加意识到废物和可持续性问题,回收率将会增加。

玻璃钢是一种有用的产品,将继续寻找新的应用。这篇文章中描述的方法可以帮助确保它在未来几年在制造业中占有一席之地。

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