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《Composites Part B》主編王浩教授為你全面講解碳纖維復(fù)合材料的回收利用
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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)用被廣泛地擴(kuò)展到其它多個領(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)而生的一個關(guān)鍵問題是碳纖維復(fù)材的回收，以提取高價值碳纖維的再利用。 圖片 廢棄的碳纖維復(fù)合材料 圖片來源：英特力新材 01. 碳纖維復(fù)合材料回收的市場前景 目前用于碳纖維回收的復(fù)合材料廢料主要來源于航空航天，汽車廢料，和體育休閑用品。從2019年市場規(guī)模發(fā)現(xiàn)，就全球回收碳纖維市場的價值和數(shù)量而言，航空領(lǐng)域廢料市場份額最大。許多碳纖維復(fù)合材料回收商依靠航空廢料來獲取回收碳纖維。 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觀察報告，全球回收碳纖維市場規(guī)模預(yù)計將從2020年的1.09億美元增長到2025年的1.93億美元，在預(yù)測期內(nèi)的復(fù)合年增長率為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)長度，去除金屬雜質(zhì)，并保持樹脂殘?jiān)亢艿偷奶祭w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)）、三菱麗陽公司…… 德國：德國CFK Valley Recycling、ELG Carbon Fiber公司、德國寶馬…… 美國：美國Carbon Conversions公司、MIT LLC公司、美國波音公司…… 中國：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) 圖片 回收碳纖維做的汽車門板 圖片來源：碳纖維及其復(fù)合材料技術(shù) 英國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、航空航天到國防。該公司一直與英國謝菲爾德大學(xué)先進(jìn)制造研究中心和ELG碳纖維公司合作進(jìn)行P2T（從初級到第三級）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，這會給碳纖維復(fù)合材料帶來了一系列新的回收機(jī)會。由于熱塑性聚合物可以重塑，因此航空航天工業(yè)會有更多機(jī)會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。 圖片 TPC-循環(huán)回收路線 圖片來源：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)用的另一個領(lǐng)域。如，Shocker Composites已將其回收碳纖維以20-40％比例對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)知識來改進(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和應(yīng)用領(lǐng)域。例如，美國復(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題 1. 處理廢物流程的復(fù)雜性 “即使是相對清潔的復(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，而且回收過程必須經(jīng)過優(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的碳纖維。雖然回收過程對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題：缺乏關(guān)于機(jī)械性能和加工特征的知識；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”特誠邀 《Composites Part B》主編王浩教授 蒞臨本次大會，分享《回收利用是碳纖維復(fù)合材料綠色發(fā)展的一個關(guān)鍵》的主題報告。報告將闡述目前已發(fā)展出來的各種碳纖回收方法，并從技術(shù)和市場接受的角度加以評價。另外，報告還將對未來碳纖復(fù)材回收技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行分析和展望。 圖片 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，文章總引用兩萬次。王浩教授現(xiàn)在還擔(dān)任愛思唯爾《Nano Materials Science》編輯顧問，《Australian Journal of Mechanical Engineering》編輯。 《Composites Part B》作為復(fù)合材料領(lǐng)域的頂級期刊，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)材回收利用的專刊，也發(fā)表了多篇這方面綜述。 圖片 掃碼立即報名參會 推薦閱讀 1. 關(guān)于綠色復(fù)合材料，這些內(nèi)容你需要了解 2. 植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，你了解多少？ 3. 譚洪生教授帶你深入了解連續(xù)亞麻纖維增強(qiáng)聚乳酸復(fù)合材料 4. 纖維素納米晶材料，你了解多少？ 5. 想了解可持續(xù)熱固性樹脂的結(jié)構(gòu)功能一體化設(shè)計及合成？來這里就對了 6. 方征平教授為你講解聚合物復(fù)合材料“抑煙減毒”+“阻燃”的新策略 7. “碳中和”下，綠色復(fù)合材料的機(jī)遇和挑戰(zhàn)在哪里？全球最頂尖的行業(yè)專家將給你答案！ 8. 跟國際名企一起了解熱塑性復(fù)合材料的未來 9.書單推薦 | 10本書帶你了解綠色復(fù)合材料的魅力 10.關(guān)于天然纖維復(fù)合材料的前沿應(yīng)用，你了解多少 11.下一個十年，復(fù)合材料的機(jī)遇會在哪里？為什么BüFA、NCC、Lorenz 等都在布局這個方向？ 12.PPT分享：一文了解植物纖維復(fù)合材料及FRP廢渣的應(yīng)用 13. 關(guān)于高強(qiáng)韌可回收環(huán)氧樹脂，你了解多少？ Carbontech 公眾號 傳播碳材料領(lǐng)域前沿資訊，帶您進(jìn)入碳時代！ 344篇原創(chuàng)內(nèi)容 綠色復(fù)合材料論壇1.jpg 綠色復(fù)合材料論壇2.jpg |
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