Журнал прикладной химии. 2020. Т. 93. Вып. 6

КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

УДК 678.7

ПРИМЕНЕНИЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО СОЛЬВОЛИЗА

ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ АРМИРОВАННЫХ УГЛЕПЛАСТИКОВ

Д. К. Трухинов¹, Г. В. Ильиных², Н. Н. Слюсарь²

¹ Институт технической химии УрО РАН —

филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН,

614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, д. 3

² Пермский национальный исследовательский политехнический университет,

614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29

E-mail: itch.elena@mail.ru

Поступила в Редакцию 12 сентября 2019 г.

После доработки 23 сентября 2019 г.

Принята к публикации 14 декабря 2019 г.

Представлены результаты исследований по извлечению углеродных волокон методом низкотемпера-

турного сольволиза из препрега и углепластика на его основе. Охарактеризована поверхность угле-

родных волокон, извлеченных из препрега и углепластика, с помощью методов растровой электронной

микроскопии, термического анализа, инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье и спек-

троскопии комбинационного рассеяния с целью понимания их характеристик термостабильности,

возможного химического состава поверхности и наличия функциональных групп. Показано, что в

случае сольволиза однослойного углепластика извлекаемые углеродные волокна содержат меньшее

количество неразложившейся полимерной матрицы, чем при сольволизе препрега.

Ключевые слова: полимерные композиционные материалы; вторичная переработка; углепластики;

сольволиз; утилизация

DOI: 10.31857/S0044461820060092

Полимерные композиционные материалы, арми-

использованием препрегов до 30% препрегов оказы-

рованные углетканью, благодаря их превосходным

ваются отходами производства готовых изделий [3].

механическим и физическим свойствам широко ис-

Экологическое законодательство развитых стран ста-

пользуются в качестве конструкционных материалов

новится все более и более строгим, все больше огра-

[1, 2], и объемы их производства удваиваются каждые

ничивая виды материалов, размещаемых на свалках

5 лет. Однако производство углепластиков сложно

с последующим захоронением [4], что обусловливает

назвать «экологически чистым», основные экологи-

возрастающую актуальность разработки промыш-

ческие проблемы касаются обращения с отходами,

ленных решений по переработке термореактивных

образующимися на разных стадиях производства и

углепластиков. В мире всего пара десятков компаний

применения этих материалов. Так, например, в про-

производит утилизацию полимерных композитов из

цессе производства углепластиков по технологии с

углепластиков, в России такие технологии отсутству-

834

Применение низкотемпературного сольволиза для переработки армированных углепластиков

835

ют, и отходы размещаются на свалках и полигонах,

моокислительные характеристики углеродных воло-

оказывая негативное воздействие на окружающую

кон, извлеченных из препрега и углепластика на его

среду [5].

основе.

Несмотря на то что большая часть промышленно

реализованных в настоящее время технологий из-

Экспериментальная часть

влечения углеродных волокон основана на методе

пиролиза [6, 7], исследование возможностей сольво-

Были исследованы исходное углеродное волокно

лиза для этих целей остается актуальным, так как

и волокна, извлеченные из препрега и углепластика.

сольволиз обладает рядом преимуществ, в том числе

Углепластик марки ВКУ-39 изготовлен методом ав-

меньшими энергозатратами и меньшим количеством

токлавного формования из препрега на основе эпок-

выбросов загрязняющих веществ в атмосферу [4, 8].

сидного связующего ВСЭ-1212 (ТУ 1-595-12-1068,

Условия для сольволиза углепластиков должны

ФГУП «ВИАМ») и углеродной ткани Porcher 3692

быть подобраны с учетом не только состава и свойств

(Porcher Ind.) на основе нити HTА-40 3K (Toho Tenax)

матрицы композита, но также типа плетения ткани,

(табл. 1).

количества ее слоев и условий отверждения компо-

Для проведения сольволиза использованы сле-

зита, так как основным фактором, ограничивающим

дующие реактивы: серная кислота, х.ч. (ООО «АО

скорость разложения смолы, является скорость диф-

РЕАХИМ»), пероксид водорода, 50%, х.ч. (ООО

фузии растворителя (воды), а не скорость химической

«РусХимтрейд»).

реакции [9, 10]. В таком случае различная степень

Анализ структуры поверхности исходного и из-

отверждения полимерной матрицы в некондицион-

влеченного волокна проведен с помощью растрового

ном отбракованном препреге и углепластике на его

электронного микроскопа FEI Quanta 650FEG (FEI,

основе окажет влияние на скорость процесса сольво-

США).

лиза.

Для изучения изменений, происходящих на по-

Извлеченные углеродные волокна должны соот-

верхности извлеченных волокон, использовали ин-

ветствовать ряду требований, предъявляемых к ним, в

фракрасную спектроскопию (ИК) с преобразованием

частности, они должны обладать высокими прочност-

Фурье и спектроскопию комбинационного рассеяния

ными свойствами. При выборе условий сольволиза

(КР). ИК-спектры получали методом нарушенного

необходимо учитывать, что свойства извлеченного

полного внутреннего отражения (НПВО) при часто-

волокна напрямую зависят от температуры проведе-

те съемки 4 см^-1 с помощью спектрометра IFS66/S

ния процесса, т. е. чем ниже температура процесса

(Bruker, Германия).

сольволиза, тем меньше деструкция волокна и лучше

Спектры комбинационного рассеяния получали на

его свойства [4].

спектрометре SENTERRA Raman microscope (Bruker,

Выполненные ранее исследования по утилизации

Германия) в диапазоне 100-4000 см^-1 с длиной волны

полимерных композиционных материалов подтвер-

излучения 532 нм. Разложение полученных спек-

дили принципиальную возможность извлечения вто-

тров производилось с помощью программного пакета

ричных углеродных волокон методом низкотемпера-

Origin.

турного сольволиза [11].

Исследование термического поведения образцов

Цель работы — изучение влияния условий низ-

волокна, извлеченного из препрега и углепластика,

котемпературного сольволиза на структурные и тер-

проведено методом синхронного термического анали-

Таблица 1

Характеристика исследуемых углеродных волокон

Время обработки

Образец

Вид волокна

Особые условия

сольволизным раствором

vCF-39

Исходное

Нет

Волокно из ткани Porcher 3692

rCF-pr-30

Извлеченное из препрега

30 мин

Препрег с нарушенными условиями

хранения

rCF-pl-30

Извлеченное из углепластика

30 мин

Углепластик ВКУ-39 измельченный,

один слой

836

Лебедева Е. А. и др.

за на термоанализаторе TGA/DSC 1 (Mettler Toledo) в

извлеченные из пластика, спутанные, более тонкие

температурном интервале 250-1000°С со скоростью

и короткие, что, вероятно, свидетельствует о том,

нагрева 10 град·мин^-1 на воздухе. Держатель образ-

что они подверглись большей степени деструкции

ца — тигель из оксида алюминия объемом 70 мкл.

(рис. 1).

Навески всех образцов волокон составляли 18.3 мг.

Обработка данных включала анализ термогравиме-

Обсуждение результатов

трических кривых (ТГ-кривые), дифференциальных

термогравиметрических кривых (ДТГ-кривые) и экс-

Для визуальной оценки качества удаления связую-

периментальных кривых дифференциальной скани-

щего из препрега и углепластика с помощью метода

рующей калориметрии (ДСК-кривые).

растровой электронной микроскопии (РЭМ) была ис-

Извлечение волокон проходило в два этапа: пред-

следована поверхность извлеченных волокон (рис. 2).

варительное механическое измельчение препрега и

Исходные углеродные волокна преимущественно

углепластика до размеров 2 × 1 см с их последую-

имеют круглое сечение и фибриллярное строение.

щим сольволизом при атмосферном давлении в смеси

Каждое моноволокно (филамент) диаметром 6-9 мкм

растворителей (далее сольволизный раствор). Смесь

состоит из фибрилл диаметром 150-250 нм, распо-

для сольволиза представляла собой 2.5 мас. ч. серной

ложенных параллельно друг другу. На поверхности

кислоты, 3 мас. ч. пероксида водорода, 1 мас. ч. воды.

также присутствуют некоторые неровности, наличие

Образцы помещали в стеклянный кислотостойкий

которых может быть связано с неравномерным рас-

и термостойкий реактор, добавляли сольволизный

пределением нанесенного аппрета.

раствор. Далее образцы подогревали до температуры

Поверхность волокон rCF-pr-30, извлеченных из

кипения сольволизного раствора и выдерживали при

препрега (рис. 2, в, г), отличается от исходных во-

данной температуре 30 мин при атмосферном давле-

локон, а также от поверхности волокон rCF-pl-30

нии. Весь процесс осуществлялся в вытяжном шкафу

(рис. 2, д, е), извлеченных из композита. Так, для

для удаления образующихся газов.

волокон rCF-pr-30 наблюдается гладкая поверхность,

После завершения процесса сольволиза реакци-

фибриллярная структура волокна практически не

онную смесь охлаждали до комнатной температуры

просматривается, визуально определяются плоские

и фильтровали. Извлеченное волокно несколько раз

чешуйчатые дефекты. Иная картина наблюдается

промывали дистиллированной водой для удаления

для волокон rCF-pl-30, извлеченных из пластика.

остатков кислоты, а также продуктов деструкции

Поверхности волокна rCF-pl-30 и исходного волокна

полимерной матрицы, затем сушили до постоянной

vCF-39 практически идентичны. Также наблюдается

массы при температуре 105°C.

четкая фибриллярная структура с несколько большим

Первичная визуальная оценка волокон показала,

содержанием дефектов на поверхности волокон, кото-

что образцы исходного волокна vCF-39 и волокна

рые представляют собой остатки деструктировавшей

rCF-pr-30, извлеченные из препрега, практически

матрицы.

не имеют внешних различий, что говорит о малой

Методом ИК НПВО оценили наличие функцио-

деструкции rCF-pr-30. При этом волокна rCF-pl-30,

нальных групп на поверхности исследуемых волокон

Рис. 1. Фотографии исходного волокна vCF-39 (I) и волокон, извлеченных из препрега rCF-pr-30 (II) и из углепла-

стика rCF-pl-30 (III).

Применение низкотемпературного сольволиза для переработки армированных углепластиков

837

Рис. 2. Микрофотографии углеродных волокон: а, б — исходных vCF-39; в, г — извлеченных из препрега rCF-pr-30;

д, е — извлеченных из углепластика rCF-pl-30.

(рис. 3). В табл. 2 представлены результаты интерпре-

зоне 2880-2860 см^-1 и метиленовых групп (-CH₂) в

тации ИК-спектров отражения для всех исследуемых

диапазоне 2935-2915 см^-1. О наличии альдегидных,

волокон, которые совпадают по соотнесению полос и

кетон- и сложноэфирных групп -C=O свидетельству-

групп со спектрами, описанными в [12-14]. В области

ют полосы в диапазоне 1750-1720 см^-1. Вероятно, в

3570-3200 см^-1 наблюдаются полосы, характерные

области 1590-1620 см^-1 происходит наложение двух

для валентных колебаний гидроксильных групп. О на-

пиков валентных колебаний двойной связи в арома-

личии на поверхности волокон ОН-групп свидетель-

тическом кольце C=C и деформационных колебаний

ствуют также полосы в диапазоне 1480-1400 см^-1,

аминной группы.

характерные для деформационных колебаний этих

Полученные результаты свидетельствуют о нали-

групп. На спектрах всех волокон наблюдаются ин-

чии на поверхности извлеченных волокон гидрок-

тенсивные пики метильных групп (-CH₃) в диапа-

сильных и карбоксильных групп, способных образо-

838

Лебедева Е. А. и др.

правило, в КР-спектрах углеродных материалов выде-

ляют две области: первого (1100-1800 см^-1) и второго

(2350-3350 см^-1) порядка. В области первого поряд-

ка обычно наблюдаются две характерные полосы D

(дефектов) на 1343-1356 см^-1 и G (графитовая) на

1586-1594 см^-1 [16-18]. Полоса G, соответствующая

идеальной графитовой колебательной моде с симме-

трией E_2g, определяется колебаниями атомов углеро-

да в плоскости «графеновых» слоев и ассоциируется

с атомами углерода в состоянии sp²-гибридизации.

Полоса D индуцируется неупорядоченными атома-

ми углерода, соответствует колебаниям решетки с

симметрией A_1g и ассоциируется с атомами углерода

Рис. 3. ИК-спектры исходного и извлеченных волокон.

в состоянии как sp²-, так и sp³-гибридизации, лока-

1 — vCF-39, 2 — rCF-pr-30, 3 — rCF-pl-30.

лизующимися в области дефектов и периферии «гра-

феновых» слоев [16-18]. В спектрах второго порядка

вывать ковалентные межфазные связи, что приведет

особое внимание уделяется анализу формы пика 2D

к межфазному взаимодействию и улучшению адгезии

при 2700 см^-1, который является обертоном D-пика

при вторичном использовании волокон.

и позволяет судить о взаимодействии графеновых

Об уровне графитизации углеродных волокон

слоев.

судят по типичным полосам КР-спектров [15]. Как

Таблица 2

Поверхностные группы исходного и извлеченного углеродного волокна, идентифицированные

с помощью ИК-спектроскопии

Обнаруженный пик, см-1

Интенсивность/

Волновое число, см-1

Функциональная группа

тип вибрации

vCF-39

rCF-pr-30

rCF-pl-30

3740

3745

3747

3743

-OH

3438

3446

3440

3446

ν_ас

-NH₂

3342

3355

3346

3355

ν_с

2960

2962

2958

-CH₃

2940-2915

2927

ν_ас (c.)

-CH₂-

2870-2845

2856

ν_с (c.)

2158

2146

2154

-С=С=О-

2135

1745

ν_ас

-С=О

1710

1714

1716

1718

ν_с

1680-1660

—

1666

с.

Сопряженные полиеновые

С=С-С=С-

1620

С=С(в аром. кольце)

1596

—

1596

1593

-NH₂

1480-1440

1465

Δ (ср.)

-CH₂-

1423

1425

1419

1423

δ_ас

-CH₃

1385-1370

1373

1380

1381

-CH₂-

1370-1365

1361

1369

1361

ср.

-C-(CH₃)₂

1120

1122

1120

1118

С-О

1050

1049

С-С

Применение низкотемпературного сольволиза для переработки армированных углепластиков

839

Таблица 3

Структурные параметры углеродных волокон, полученные с помощью метода КР-спектроскопии

пик G

D₁

Образец

позиция,

высота Н,

позиция,

высота Н,

(D₁/G)H

ширина, см^-1

см^-1

vCF-1

1586.65

69.87

1882.13

1343.92

280.77

2991.75

1.59

rCF-39-pl-30

1594.00

62.65

596.67

1356.71

228.16

730.94

1.23

rCF-39-pr-30

1589.32

69.43

324.44

1349.99

209.86

386.39

1.19

Соотношение интенсивностей D- и G-мод (I_D/I_G)

позволяет судить о степени упорядоченности угле-

родного материала. Для указанного соотношения

ID/IG чем выше значение, тем выше степень графити-

зации структуры [16, 18].

Анализ данных, полученных с помощью КР-

спектроскопии, показал в области первого порядка

(1100-1800 см^-1) две широкие интенсивные полосы G

(графитовая) при 1586-1594 см^-1 и D₁ (дефектов) при

1343-1356 см^-1 (рис. 4, табл. 3). Максимальное значе-

ние R характерно для исходных волокон, что говорит

об их низкой степени кристалличности. Химическая

активность поверхности углеродного волокна опре-

деляется в основном суммарной площадью участков

с аморфной структурой. Таким образом, можно гово-

рить о вероятном снижении взаимодействия углерод-

Рис. 4. Спектры комбинационного рассеяния исходного

ное волокно-полимерная матрица в ряду vCF-39 →

и извлеченных волокон.

→ rCF-pr-30 → rCF-pl-30.

1 — vCF-39, 2 — rCF-pr-30, 3 — rCF-pl-30.

Процесс термодеструкции образцов исходного и

извлеченного волокна был исследован с помощью ме-

тода синхронного термического анализа (ТГА/ДСК).

ное аппретированное волокно (табл. 4), о чем свиде-

Сравнение термоокислительной стабильности образ-

тельствует сдвиг температуры 5 и 10%-ной потери

цов волокон по результатам термогравиметрического

массы образцов в область более низких температур.

анализа (ТГА) проводили по значению температуры,

Среди извлеченных волокон наибольшей термоокис-

соответствующей 5, 10 и 50%-ной потере массы (Т_5%,

лительной стабильностью и наибольшим коксовым

T_10%, T_50%).

остатком обладают образцы волокна, извлеченного

По данным ТГА (рис. 5, табл. 4) извлеченных во-

из пластика rCF-39-pl-30.

локон и исходного аппретированного волокна было

Основная потеря массы всех образцов извлеченно-

установлено, что все образцы извлеченного волокна

го волокна происходит при температуре выше 550°С

обладают меньшей термостабильностью, чем исход-

в два этапа. Наложение пиков на ДТГ-кривых может

Таблица 4

Характеристика термоокислительной стабильности исходного образца и извлеченных волокон

Температура, °C, соответствующая потере

Коксовый остаток, %

Образец

массы, %

Т_5%

T_10%

T_50%

при 600 °C

при 800°C

vCF

636

669

763

97.3

25.8

rCF-39-pr-30

584

619

725

93.2

10.0

rCF-39-pl-30

618

658

754

96.1

22.9

840

Лебедева Е. А. и др.

Рис. 5. Данные синхронного термического анализа исходного образца и извлеченных волокон.

свидетельствовать о протекании двух процессов в

Согласно данным ДСК (табл. 6) деструкция всех

данном температурном интервале: выгорании коксо-

образцов сопровождается выделением большого ко-

вого остатка, образовавшегося в процессе деструкции

личества тепла.

полимерной матрицы, и выгорании карбонизованного

На кривой ДСК (рис. 5, табл. 6) образцов всех из-

углеродного волокна.

влеченных волокон присутствует несколько перекры-

Таблица 5

Сравнительная характеристика исходного образца и извлеченных волокон

по данным дифференциальных термогравиметрических кривых

Начало ступени, соответствующей

Окончание ступени, соответствующей

Образец

T_max, °С

температуре изменения массы, °С

vCF

618.1

804.4

847.3

rCF-39-pr-30

564.2

768.7

830.47

rCF-39-pl-30

637.7

777.0

850.6

Таблица 6

Сравнительная характеристика исходного образца и извлеченных волокон

по данным дифференциальной сканирующей калориметрии

Начало ступени,

Окончание ступени,

Величина теплового

Образец

соответствующей температуре

Пик, °С

соответствующей температуре

эффекта, кДж·г

-1

теплового эффекта, °С

vCF

672.4

812.1

850.1

10.9

rCF-39-pr-30

581.12

785.84

832.95

12.5

rCF-39-pl-30

671.94

817.60

850.26

13.3

Применение низкотемпературного сольволиза для переработки армированных углепластиков

841

вающихся экзотермических пиков, которые, вероятно,

цесс сольволиза, ограниченный возможностями диф-

свидетельствуют о наложении процессов выгорания

фузии сольволизного раствора в глубь полимерной

коксового остатка, образовавшегося в процессе де-

матрицы. Также некоторая неоднородность извлечен-

струкции полимерной матрицы, оставшейся на из-

ных волокон rCF-pl-30, связанная с глобулярной над-

влеченном волокне, и выгорании самого углеродного

молекулярной структурой полимера, характерной для

волокна. Суммарный тепловой эффект термоокис-

отвержденных фенолформальдегидных и эпоксидных

лительной деструкции для образцов извлеченного

смол [24], приводит к более длительному разруше-

волокна превышает суммарный тепловой эффект

нию полимера в плотноупакованных упорядоченных

деструкции исходного аппретированного волокна, что

областях. В случае сольволиза препрега лимитиру-

также свидетельствует о расходе тепла на выгорание

ющей стадией деструкции полимерной матрицы бу-

полимерной матрицы. При этом наибольшее коли-

дет являться стадия гидролиза непрореагировавших

чество тепла выделяется при деструкции волокна,

эпоксидных групп сольволизным раствором. Как вид-

извлеченного из пластика.

но из результатов, в случае 30-минутной обработки

Из анализа данных РЭМ и ТГА видно, что раз-

сольволизным раствором препрега и однослойного

ложение полимерной матрицы в случае препрега и

углепластика извлеченные углеродные волокна по-

углепластика носит различный характер. Гладкая

следнего покрыты меньшим количеством полимерной

поверхность извлеченных волокон из препрега

матрицы и обладают лучшей термокислительной

rCF-pr-30, согласно микрофотографиям (рис. 2),

стабильностью.

представляет собой, по всей видимости, оставшу-

юся полимерную матрицу. По данным ТГА, соглас-

Выводы

но [19] потери массы до 600°С свидетельствуют о

деструкции полимерного аппрета, покрывающего

При извлечении углеродных волокон из препрега

углеродные волокна, и полимерной матрицы. Таким

и углепластика на его основе методом низкотемпе-

образом, наименьшее значение коксового остатка при

ратурного сольволиза происходит изменение струк-

600°С (93.2%, табл. 4) в случае углеродного волокна

турных и термоокислительных свойств извлечен-

rCF-39-pr-30 говорит о том, что в данном образце вы-

ных волокон относительно исходных волокон той же

ше содержание полимерной матрицы, чем в образцах

марки. Остаточное количество полимерной матрицы

vCF-39 и rCF-39-pl-30.

на углеродных волокнах, извлеченных из препре-

Процесс извлечения волокна из препрега и угле-

га, выше, чем у образцов волокна, извлеченных из

пластика можно представить двумя процессами: про-

углепластика. Волокна, извлеченные из препрега,

цесс растворения полимерной матрицы, при котором

обладают наименьшей термоокислительной стабиль-

происходит разрушение межмолекулярных связей без

ностью, а на поверхности извлеченных волокон при-

разрушения макромолекул; и процесс сольволиза,

сутствуют гидроксильные и карбоксильные группы,

который подразумевает разрыв внутримолекулярных

способные образовывать ковалентные межфазные

связей [20]. К сольволизу наиболее чувствительными

связи. Полученные результаты свидетельствуют о

являются соединения, содержащие насыщенный атом

том, что при вторичном использовании волокон реак-

углерода, присоединенный к гетероатомсодержащей

ционная способность волокон будет снижаться в ряду

функциональной группе [21]. В случае связующего

vCF-39 → rCF-pr-30 → rCF-pl-30.

ВСЭ-1212 основными гидрофильными группами яв-

ляются аминоспиртовая группа, а также группа -SO₂

[22].

Благодарности

Авторами [23] показано, что для образцов эпок-

Авторы выражают благодарность в проведении

сидных смол, имеющих избыток эпоксидных групп

КР-спектроскопии к.т.н. Д. М. Киселькову (ИТХ УрО

(в нашем случае препрег, так как он не прошел про-

РАН).

цесс отверждения), водопоглощение протекает в два

этапа. Первый этап обусловлен физической сорбцией,

Финансирование работы

а второй — гидролизом эпоксидных групп, при этом

последний не контролируется диффузией раствори-

Работа выполнена в рамках государственного зада-

теля (воды) и по времени многократно превышает

ния Министерства образования и науки РФ в рамках

процесс диффузии воды в эпоксидной матрице.

мероприятия «Инициативные научные проекты», код

На основании этого можно предположить, что в

заявки 5.9729.2017/8.9 (ПНИПУ), а изучение свойств

случае углепластика реализуется одностадийный про-

углеродных волокон — при финансовой поддержке

842

Лебедева Е. А. и др.

Российского фонда фундаментальных исследова-

полимерных композиционных материалов (обзор)

ний и Пермского края в рамках научного проекта

// Тр. ВИАМ: электрон. науч.-техн. журн. 2015.

№ 19-43-590024 р_а.

№ 12. С. 100-106.

https://doi.org/10.18577/2307-6046-2015-0-12-12-12

[7] Pickering S. J. Recycling technologies for thermoset

Конфликт интересов

composite materials — current status // Composites.

Part A: Appl. Sci. and Manufacturing. 2006. V. 37 (8).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта инте-

Р. 1206-1215.

ресов, требующего раскрытия в данной статье.

https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2005.05.030

[8] Das M., Chacko R. An efficient method of recycling of

CFRP waste using peracetic acid // ACS Sustainable

Информация об авторах

Chem. Eng. 2018. V. 6 (2). P. 1564-1571.

https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.7b01456

Лебедева Елена Анатольевна, к.т.н., н.с., ORCID:

[9] Ma Y., Nutt S. R. Chemical treatment for recycling of

https://orcid.org/0000-0001-5847-0396

amine/epoxy composites at atmospheric pressure //

Астафьева Светлана Асылхановна, к.т.н., зав.

Polym. Degrad. Stab. 2018. V. 153. P. 307-317.

лаб., ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2018-2908

https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2018.05.011

Истомина Татьяна Станиславовна, м.н.с.,

[10]

Wang Y., Cui X., Ge H., Yang Y. Chemical recycling

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6668-9574

of carbon fiber reinforced epoxy resin composites via

Ильиных Галина Викторовна, к.т.н., ORCID:

selective cleavage of carbon-nitrogen bond // ACS

https://orcid.org/0000-0002-8829-3500

Sustainable Chem. Eng. 2015. V. 3 (12). P. 3332-3337.

Слюсарь Наталья Николаевна, д.т.н., доцент,

https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.5b00949

ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0123-6907

[11]

Куликова Ю. В., Ильиных Г. В., Слюсарь Н. Н.,

Трухинов Денис Константинович, аспирант,

Чудинов С. Ю., Шаманов В. А., Шевяков Я. С.

ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3044-9864

Утилизация отходов полимерных композитных

материалов на основе фенолформальдегидных

смол // Экология и пром-сть России. 2018. Т. 22.

№ 11. С. 24-29.

Список литературы

https://doi.org/10.18412/1816-0395-2018-11-24-29

[1] Dong A. М., Azzaro-Pantel C., Boix M. A multi-period

[12]

Sokoli H. U., Simonsen M. E., Nielsen R. P.,

optimisation approach for deployment and optimal

Henriksen J., Madsen M. L., Pedersen N. H.,

design of an aerospace CFRP waste management supply

Sogaard E. G. Characterization of the liquid products

chain // Waste Management. 2019. V. 95. P. 201-216.

from hydrolyzed epoxy and polyester resin composites

https://doi.org/10.1016/j.wasman.2019.05.002

using solid-phase microextraction and recovery of the

[2] Kim J. K., Mai Y.-W. High-strength, high fracture-

monomer phthalic acid // Ind. Eng. Chem. Res. 2016.

toughness fiber composites with interface control — a

V. 55 (34). P. 9118-9128.

review // Composites Sci. Technol. 1991. V. 41 (4).

https://doi.org/10.1021/acs.iecr.6b02111

P. 333-378.

[13]

Рудаков О. Б., Хорохордина Е. А., Глазков С. С.,

https://doi.org/10.1016/0266-3538(91)90072-W

Хорохордин А. М., Губин А. С. Контроль отвержде-

[3] Gardiner G. Recycled carbon fiber update: Closing

ния эпоксидной смолы по содержанию свободного

the CFRP lifecycle loop. 2014. https://www.

бисфенола А методом ТСХ // Аналитика и кон-

compositesworld.com/articles/recycled-carbon-fiber-

троль. 2017. Т. 21. № 2. С. 135-143.

update-closing-the-cfrp-lifecycle-loop

https://doi.org/10.15826/analitika.2017.21.2.004

[4] Oliveux G., Dandy L. O., Leeke G. A. Current status

[14]

Maia B. S., Sain M., Tjong J. Material characterization

of recycling of fibre reinforced polymers: Review of

of recycled and virgin carbon fibers for transportation

technologies, reuse and resulting properties // Progress

composites lightweighting

// Mater. Today

Mater. Sci. 2015. V. 72. P. 61-99.

Sustainability. 2019. V. 5. ID 100011.

https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2015.01.00

https://doi.org/10.1016/j.mtsust.2019.100011

[5] Петров А. В., Дориомедов М. С., Скрипачев С. Ю.

[15]

Washer G., Blum F. J. Raman spectroscopy for the

Технологии утилизации полимерных композици-

nondestructive testing of carbon fiber // Res. Lett.

онных материалов (обзор) // Тр. ВИАМ: электрон.

Mater. Sci. 2008. V. 2008. ID 693207.

науч.-техн. журн. 2015. № 8. C. 9.

https://doi.org/10.1155/2008/693207

https://doi.org/10.18577/2307-6046-2015-0-8-9-9

[16]

Ferrari C., Robertson J. Interpretation of Raman

[6] Петров А. В., Дориомедов М. С., Скрипачев С. Ю.

spectra of disordered and amorphous carbon // Phys.

Зарубежный опыт развития производства изде-

Rev. B. 2000. V. 61 (20). P. 14095-14107.

лий с использованием вторично переработанных

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.61.14095

Применение низкотемпературного сольволиза для переработки армированных углепластиков

843

[17]

Tuinstra F., Koenig J. L. Raman spectrum of graphite //

[21] Akiya N., Savage P. E. Roles of water for chemical

J. Chem. Phys. 1970. V. 53. P. 1126-1130.

reactions in high-temperature water // Chem. Rev.

https://doi.org/10.1063/1.1674108

2002. V. 102. P. 2725-2750.

[18]

Pimenta M. A., Dresselhaus G., Dresselhaus M. S.,

https://doi.org/10.1021/cr000668w

Cancado L. G., Jorio A., Saito R. Studying disorder

[22] Николаев Е. В., Барботько С. Л., Андреева Н. П.,

in graphite-based systems by Raman spectroscopy //

Павлов М. Р. Комплексное исследование воздей-

Phys. Chem. Chem. Phys. 2007. V. 9. N 11. P. 1276-

ствия климатических и эксплуатационных факто-

1290. https://doi.org/10.1039/B613962K

ров на новое поколение эпоксидного связующего

[19]

Rodrigues G. G. M., Paiva J. M. F., Carmo J. B.,

и полимерных композиционных материалов на

Botaro V. R. Recycling of carbon fibers inserted

его основе. Часть 1. Исследование влияния сор-

in composite of DGEBA epoxy matrix by ther-

бированной влаги на эпоксидную матрицу и угле-

mal degradation // Polym. Degrad. Stab. 2014.

пластик на ее основе // Тр. ВИАМ: электрон. на-

V. 109. P. 50-58. https://doi.org/10.1016/j.

уч.-техн. журн. 2015. № 12. С. 86-99.

polymdegradstab.2014.07.005

https://doi.org/10.18577/2307-6046-2015-0-12-11-11

[20]

Knappich F., Klotz M., Schlummer M., Wölling J.,

[23] Tcharkhtchi A., Bronnec P. Y., Verdu J. Water

Mäurer A. Recycling process for carbon fiber

absorption characteristics of diglycidylether of butane

reinforced plastics with polyamide 6, polyurethane

diol-3,5-diethyl-2,4-diaminotoluene networks //

and epoxy matrix by gentle solvent treatment // Waste

Polymer. 2000. V. 41(15). P. 5777-5785.

Management. 2019. V. 85. P. 73-81.

https://doi.org/10.1016/S0032-3861(99)00801-0

https://doi.org/10.1016/j.wasman.2018.12.016

[24] Чернин И. З., Смехов Ф. М., Жердев Ю. В.

Эпоксидные полимеры и композиции. М.: Химия,

1982. C. 58-64.