碳纖維復(fù)合材料以其高強(qiáng)輕質(zhì)給航空航天工業(yè)帶來(lái)了革命性的變化。在今后的幾十年我們將看到碳纖維復(fù)材的應(yīng)用被廣泛地?cái)U(kuò)展到其它多個(gè)領(lǐng)域，如汽車、軌道交通、風(fēng)電葉片、壓力氣瓶、和工程建筑。這一應(yīng)用上的飛躍將意味著碳纖維復(fù)材從高端小批量走向低成本大批量。應(yīng)運(yùn)而生的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是碳纖維復(fù)材的回收，以提取高價(jià)值碳纖維的再利用。

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廢棄的碳纖維復(fù)合材料  圖片來(lái)源：英特力新材

01.
碳纖維復(fù)合材料回收的市場(chǎng)前景

目前用于碳纖維回收的復(fù)合材料廢料主要來(lái)源于航空航天，汽車廢料，和體育休閑用品。從2019年市場(chǎng)規(guī)模發(fā)現(xiàn)，就全球回收碳纖維市場(chǎng)的價(jià)值和數(shù)量而言，航空領(lǐng)域廢料市場(chǎng)份額最大。許多碳纖維復(fù)合材料回收商依靠航空廢料來(lái)獲取回收碳纖維。

根據(jù)Markets and Markets™公司2020年2月發(fā)布的2020-2025年全球回收碳纖維市場(chǎng)觀察報(bào)告，全球回收碳纖維市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從2020年的1.09億美元增長(zhǎng)到2025年的1.93億美元，在預(yù)測(cè)期內(nèi)的復(fù)合年增長(zhǎng)率為12.0％。

02.
碳纖維復(fù)合材料回收相關(guān)企業(yè)

日本：日本早在2006年就開始開發(fā)碳纖維再生技術(shù)，并成功開發(fā)出可控制回收碳纖維(RCF)長(zhǎng)度，去除金屬雜質(zhì)，并保持樹脂殘?jiān)�量很低的碳纖維再生技術(shù)。主要的日本碳纖維再生公司有東麗、東邦（隸屬于帝人集團(tuán)）、三菱麗陽(yáng)公司……

德國(guó)：德國(guó)CFK Valley Recycling、ELG Carbon Fiber公司、德國(guó)寶馬……

美國(guó)：美國(guó)Carbon Conversions公司、MIT LLC公司、美國(guó)波音公司……

中國(guó)：北京化工大學(xué)賈曉龍教授團(tuán)隊(duì)、南通復(fù)源新材料（上海交大楊斌副教授團(tuán)隊(duì)）……

03.
碳纖維復(fù)合材料回收的應(yīng)用情況

1. 汽車行業(yè)

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回收碳纖維做的汽車門板
圖片來(lái)源：碳纖維及其復(fù)合材料技術(shù)

英國(guó)ProDrive Composites公司是先進(jìn)的輕質(zhì)復(fù)合材料的制造商，其應(yīng)用范圍從汽車、賽車、航空航天到國(guó)防。該公司一直與英國(guó)謝菲爾德大學(xué)先進(jìn)制造研究中心和ELG碳纖維公司合作進(jìn)行P2T（從初級(jí)到第三級(jí)）工藝，這是一種使用反應(yīng)性熱塑性樹脂制造可回收復(fù)合材料組件的新工藝。

Vartega領(lǐng)導(dǎo)的復(fù)合材料制造創(chuàng)新研究所也正專注于汽車行業(yè)。一項(xiàng)為期兩年的技術(shù)合作旨在為車輛輕量化應(yīng)用創(chuàng)建一致的回收碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料。

2. 航空航天

隨著航空航天行業(yè)領(lǐng)域中熱塑性復(fù)合材料（TPC）應(yīng)用比例增加，這會(huì)給碳纖維復(fù)合材料帶來(lái)了一系列新的回收機(jī)會(huì)。由于熱塑性聚合物可以重塑，因此航空航天工業(yè)會(huì)有更多機(jī)會(huì)將其自身的一些廢料用到二次應(yīng)用中，從而有可能重新利用纖維和基體。

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TPC-循環(huán)回收路線
圖片來(lái)源：碳纖維及其復(fù)合材料技術(shù)

3. 增材制造

增材制造是碳纖維復(fù)合材料回收有潛力獲得應(yīng)用的另一個(gè)領(lǐng)域。如，Shocker Composites已將其回收碳纖維以20-40％比例對(duì)ABS進(jìn)行增強(qiáng)，并在辛辛那提公司的大面積增材制造（BAAM）3D打印工藝中的成功應(yīng)用。Vartega表示將利用其碳纖維回收技術(shù)和材料開發(fā)專業(yè)知識(shí)來(lái)改進(jìn)用于粉末床熔融添加劑制造的聚合物原料。

4. 碳纖維回收的其他應(yīng)用

可以探索回收碳纖維的其他市場(chǎng)和應(yīng)用領(lǐng)域。例如，美國(guó)復(fù)合材料回收技術(shù)中心一直在探索將再生碳纖維應(yīng)用于各種產(chǎn)品中，從車站長(zhǎng)椅到高性能體育用品再到復(fù)合材料管材。

04.
碳纖維復(fù)合材料回收目前存在問(wèn)題

1. 處理廢物流程的復(fù)雜性
“即使是相對(duì)清潔的復(fù)合材料制造的廢水，仍然含有不同的化學(xué)成分的樹脂和不需要的材料，如紙張或塑料薄膜，而且回收過(guò)程必須經(jīng)過(guò)優(yōu)化，以確保在不損壞纖維的情況下徹底清除這些不需要的材料。

2. 纖維的分類
復(fù)合材料行業(yè)的發(fā)展，已經(jīng)能夠從不同的制造商那里獲得各種各樣等級(jí)的碳纖維。雖然回收過(guò)程對(duì)纖維的性能影響很小，但在纖維恢復(fù)后保留原有纖維的指數(shù)是不可取的。

3. 如何實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的發(fā)展
這是所有新材料面臨的問(wèn)題：缺乏關(guān)于機(jī)械性能和加工特征的知識(shí)；缺乏大規(guī)模的示范應(yīng)用；證明使用這些材料的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和環(huán)境理由。

為了更好的了解碳纖維復(fù)合材料的回收再利用， “2021綠色復(fù)合材料論壇”特誠(chéng)邀 《Composites Part B》主編王浩教授 蒞臨本次大會(huì)，分享《回收利用是碳纖維復(fù)合材料綠色發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵》的主題報(bào)告。報(bào)告將闡述目前已發(fā)展出來(lái)的各種碳纖回收方法，并從技術(shù)和市場(chǎng)接受的角度加以評(píng)價(jià)。另外，報(bào)告還將對(duì)未來(lái)碳纖復(fù)材回收技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行分析和展望。

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05.
專家介紹

王浩，《Composites Part B》雜志主編, 澳大利亞南昆士蘭大學(xué)教授。目前的主要研究領(lǐng)域復(fù)合材料、水泥混凝土材料和氫燃料電池。已發(fā)表SCI論文350余篇，h-index 72，文章總引用兩萬(wàn)次。王浩教授現(xiàn)在還擔(dān)任愛思唯爾《Nano Materials Science》編輯顧問(wèn)，《Australian Journal of Mechanical Engineering》編輯。

《Composites Part B》作為復(fù)合材料領(lǐng)域的頂級(jí)期刊，一直關(guān)注并引領(lǐng)這一重要方向。期刊為此專門出版了碳纖復(fù)材回收利用的�？�，也發(fā)表了多篇這方面綜述。

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