块状模塑料热解机制与资源化潜力：产物特性及回收策略研究

针对热固性复合材料回收难题，研究人员聚焦含氢氧化铝阻燃剂的块状模塑料(BMC)，通过热重-红外联用(TGA-FTIR)和实验室规模热解实验，揭示了其热降解机制并评估了油(31 wt%)、气(10 wt%)、渣(59 wt%)三态产物的回收潜力。研究发现热解油富含苯乙烯(>40%)，固体残渣可作为填料回用，为BMC废弃物资源化提供了新思路。

　　

热固性复合材料因其交联结构和复杂组分成为全球废弃物管理难题，特别是含高比例无机填料的块状模塑料(BMC)，传统焚烧处理面临热值低(<10 MJ/kg)、填埋污染等问题。随着欧盟复合材料年产量达28万吨且产品寿命长达30年，开发可持续回收技术迫在眉睫。意大利米兰理工大学团队在《Journal of Cleaner Production》发表研究，首次系统探究含氢氧化铝(ATH)阻燃剂的BMC热解机制与资源化路径。

研究人员采用工业废弃电路断路器BMC为样本，通过热重-红外联用(TGA-FTIR)解析热降解动力学，搭建管式炉热解系统(500°C，N₂氛围)获取三相产物，结合GC-MS、SEM-EDX和Aspen Plus模拟实现产物全表征。样本队列来自ABB低压断路器生产废料，含48 wt% ATH、28 wt%玻璃纤维和18 wt%不饱和聚酯树脂(UPR)。

热稳定性分析揭示三阶段降解机制：ATH在246-290°C脱水生成氧化铝，360°C聚苯乙烯(PS)链断裂，392°C不饱和聚酯网络分解。FTIR检测到CO₂(2300 cm^-1)、苯乙烯(3000-3200 cm^-1)等特征峰，证实ATH释放的水蒸气促进酯键水解。

热解实验获得31 wt%油相、59 wt%固体残渣和10 wt%气体。GC-MS显示油相含44%苯乙烯，通过模拟证实两级蒸馏可提纯至99.6%。固体残渣经500°C氧化处理后，玻璃纤维保留60%原始强度，SEM显示氧化铝颗粒包覆纤维表面。气体以CO₂(65.9 vol%)为主，热值仅7.5 MJ/m³，显著低于无ATH的BMC热解气。

该研究突破性地证实：含ATH的BMC热解油具有苯乙烯回收价值，但ATH导致气体热值降低47%。固体残渣中玻璃纤维和氧化铝可闭环回用于新BMC生产，或作为建筑骨料。研究为阻燃型热固复合材料的资源化提供了工艺优化方向，特别是揭示了ATH对产物分布的调控作用，对推动复合材料循环经济具有重要实践意义。