Mikrowellenpyrolyse von carbonfaserhaltigen Kunststoffen als Recyclingoption

Abstract

Herausforderungen bei der Etablierung einer Circular Economy von carbonfaservertärkten Kunststoffen (CFK) ergeben sich insbesondere durch die nötige, jedoch problematische Trennung des Faser‐Matrix‐Verbunds. Das Pyrolyseverfahren stellt eine mögliche, bereits industriell umgesetzte, Technologie zur Verbundtrennung dar. Eine Weiterentwicklung ist die mikrowellenunterstütze Pyrolyse, bei der das CFK‐Material durch die Mikrowellen aufgeheizt und so die Faser freigelegt wird. Prozessgrundlagen und Einflüsse auf die Faser‐Matrix‐Trennung werden im vorliegenden Beitrag betrachtet.

Grundlagenuntersuchungen zum Einfluss verschiedener Zerkleinerungsparameter auf die spezifische Zerkleinerungsarbeit von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen

“…Their use for knowledgebased engineering of surface-reactive systems [11,12], however, is currently hindered by the high computational cost [9,10,13,14] associated with the detailed chemical kinetics on the catalyst scale. Even if the timescales of surface reactions and the gas phase are separated via the steady-state approximation [10,[15][16][17][18], the surface kinetics pose a severe computational bottleneck [9,10,13,[19][20][21]. Therefore, there is huge interest in accelerating the kinetic calculations [9,10,22,23].…”

“…To this end, steady-state solutions of surface kinetics are usually mapped in a tabulation approach. The in-situ adaptive tabulation [13,19,21,22,[24][25][26] builds such a map during the simulation by exploiting prior solutions to estimate new queries. In contrast, surrogate models like splines or the (error-based modified) Shepard interpolation approach map precomputed solutions to accelerate reactor simulations [2, 15,16,18,20,[27][28][29][30][31] or even spatial subsystems of the reactor [32,33] and breakthrough curves [34].…”

“…Die mechanischen Eigenschaften der mit diesen langen rCF versta ¨rkten Bauteile sollen den Werten von neuem CFK mit endloser Faserla ¨nge mo ¨glichst nahekommen. Bei der Pyrolyse, einem thermischen Verfahren, erfolgt die Zersetzung der Matrix bei Temperaturen von etwa 350 °C bis 600 °C unter sauerstoffarmer Atmospha ¨re [20,21]. Die chemischen Verfahren, welche auch Solvolyse genannt werden, basieren auf der Degenerierung der Kunststoffmatrix in einem Lo ¨semittel.…”