[发明专利]纤维复合材料的激光回收方法

说明书

本发明涉及一种纤维复合材料的激光回收方法。包括以下步骤：将待回收材料放置透光容器中，放置后关闭所述透光容器使其密封；将激光器与所述透光容器内的所述待回收材料对应设置，设置离焦量；对所述透光容器内通入第一预设气体；启动激光器，对所述待回收材料进行激光扫描，分离所述待回收材料的各层纤维；各层纤维分离后，对所述透光容器内通入第二预设气体；其中，所述第二预设气体为氧气和惰性气体的混合气体；激光器对所述透光容器内的纤维进行扫描，清除纤维表面的树脂和积碳。各层纤维分离后，通入混合气体能够对分层后的纤维上表面残留的树脂和积碳进行清楚，并且不对纤维本身造成损伤，有利于进一步提高纤维的回收质量。

技术领域

本发明涉及纤维复合材料回收技术领域，特别是涉及一种纤维复合材料的激光回收方法。

背景技术

随着复合材料的发展，纤维增强复合材料具有许多优异的性能：质量轻，低密度，高强度，高刚度，耐腐蚀性强等，已经越来越广泛的被应用在航空航天，风力发电，汽车，体育娱乐等行业。随着各个行业对纤维复合材料需求的日益增长，纤维复合材料的废弃物也越来越多，然而由于热固性的纤维复合材料在固化成型时内部形成了不溶不熔的三维交联网状结构，使其废弃物难以降解，对环境和经济都会造成巨大的压力。

传统技术中，对于纤维复合材料的回收方法为机械回收、热解回收、化学回收、激光回收等方式，而现有的使用激光扫描方式对纤维复合材料进行回收时，回收后碳纤维力学性能差；回收过程中需要两种不同型号的激光器，成本昂贵；反应过程不可控。

发明内容

基于此，有必要提供一种纤维复合材料的激光回收方法，能够有效提高回收效率，提升纤维复合材料的回收质量。

其技术方案如下：一种纤维复合材料的激光回收方法，所述纤维复合材料的激光回收方法包括以下步骤：

将待回收材料放置透光容器中，放置后关闭所述透光容器使其密封；

将激光器与所述透光容器内的所述待回收材料对应设置，设置离焦量；

对所述透光容器内通入第一预设气体；其中，所述第一预设气体为惰性气体；

启动激光器，对所述待回收材料进行激光扫描，分离所述待回收材料的各层纤维；

各层纤维分离后，对所述透光容器内通入第二预设气体；其中，所述第二预设气体为氧气和惰性气体的混合气体；

激光器对所述透光容器内的纤维进行扫描，清除纤维表面的树脂和积碳。

上述纤维复合材料的激光回收方法，在工作过程中，激光器的光束透过透光容器对待回收材料进行激光扫描，由于热效应使待回收材料的温度升高，达到树脂基体热分解温度，使复合材料的各层纤维之间的树脂受纤维加热，分解气化，从而实现待回收材料中的各层纤维分离。在分离过程中，由于在密闭容器中通入了惰性气体能够形成无氧环境，有利于避免纤维氧化造成损伤，对纤维起保护作用，保证分离后纤维的力学性能。并且，在各层纤维分离后，通入混合气体能够对分层后的纤维上表面残留的树脂和积碳进行清除，无氧环境积碳无法通过氧化反应去除，通入少量氧气以实现积碳清除的同时，碳纤维未发生氧化反应，从而保护纤维，不对纤维本身造成损伤，有利于进一步提高纤维的回收质量。另外，处理过程无需更换激光器类型，步骤简单，操作便捷，有利于提高工作效率，降低分离回收成本。

在其中一个实施例中，所述第一预设气体为100％的氮气，所述第二预设气体为氧气和氮气的混合气体。

在其中一个实施例中，所述第二预设气体中，所述氧气的占比为0％～20％，所述氮气的占比为80％～100％。

在其中一个实施例中，所述步骤：将激光器与所述透光容器内的所述待回收材料对应设置，设置离焦量；具体包括以下步骤：

将激光器与待回收材料的上表面相对设置；

设置待回收材料的扫描区域；