Possibilities of composite materials recycling

Abstract

The use of composite material increases. Composite materials are used in a wide range of applications such as automotive, aerospace and other industries. But they have not been properly recycled, due to their inherent nature of heterogeneity. The current and future waste management and environmental legislations in EU require all engineering materials to be properly recovered and recycled from end-of-life (EOL) products. Recycling will ultimately lead to resource and energy saving. This work presents different possibilities for recycling composite. Various technologies have been developed: mechanical recycling, thermal recycling, and chemical recycling, depending on the applied operations during the recycling process. Mechanical recycling techniques involve the use of grinding techniques to comminute the scrap material and produce recycled products in different size ranges suitable for reuse as fillers or partial reinforcement in new composite material. Thermal techniques involve the use of heat resulting in releasing certain amounts of energy. Chemical recycling involves the process for chemical depolymerisation or removal of the matrix by using chemical dissolution reagents for liberation of fibres which can be reused. The removed matrix can process a useful product using a specific chemical procedures. However a lack of adequate markets, high recycling cost, and lower quality of the recyclates are the major commercialization barriers.

Upotreba kompozitnih materijala je u stalnom porastu. Kompozitni materijali imaju široku primenu u različitim granama industrije, kao što su automobilska, avio industrija i druge. Međutim, oni se još uvek ne recikliraju adekvatno, najviše zbog njihove prirode, tj. heterogene strukture. Regulative koje se odnose na upravljanje otpadom i zaštitu životne sredine u Evropskoj Uniji propisuju da svi inženjerski materijali moraju biti reciklirani na kraju svog životnog veka, čime se postiže značajna ušteda energije. U ovom radu su prikazane različite mogućnosti reciklaže kompozitnih materijala. Postupci reciklaže mogu biti mehanički, toplotni i hemijski, u zavisnosti od primenjene operacije tokom procesa reciklaže. Mehanički postupci podrazumevaju korišćenje tehnika usitnjavanja kompozitnih materijala kako bi se dobili reciklati odgovarajućih dimenzija, nakon čega se isti mogu koristiti kao punioci ili kao ojačanja u novim kompozitnim materijalima. Termički postupci podrazumevaju korišćenje toplote tokom procesa reciklaže što rezultira oslobađanjem određene količine energije. U okviru hemijskih postupaka reciklaže primenjuje se proces depolimerizacije i uklanjanja matrice iz kompozita pomoću različitih reagenasa, čime se izdvajaju vlakna koja se mogu ponovo upotrebiti, a uklonjena matrica se određenim hemijskim postupcima može preraditi u koristan proizvod. Ipak, nedostatak adekvatnog tržišta, visoki troškovi reciklaže i neodgovarajući kvalitet reciklata su glavne prepreke komercijalizaciji reciklažnih postupaka kompozita.