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隨著短切碳纖維及其復(fù)合材料行業(yè)的蓬勃發(fā)展,降低整體成本已經(jīng)成為業(yè)界共識(shí),前期小編從材料、加工技術(shù)、成型工藝等多個(gè)層次談?wù)摿私档统杀镜牟呗浴=裉煺劇禄厥占把h(huán)利用問(wèn)題。
據(jù)預(yù)測(cè),全球廢棄短切碳纖維復(fù)合材料制品至2020年可達(dá)5萬(wàn)噸,其中碳纖維2.5萬(wàn)噸以上,按平均價(jià)格200元/千克計(jì)算,價(jià)值約合人民幣50億元以上。每100千克航空碳纖維復(fù)合材料廢棄物中,就有大約60~70千克的碳纖維,這些碳纖維仍然具有好高的再利用價(jià)值,其力學(xué)強(qiáng)度和電、磁、熱性能幾乎與原有碳纖維相當(dāng),可用來(lái)重新制備高性能復(fù)合材料。
由此可見,回收利用的前景很大!
看—下短切碳纖維廢棄物的來(lái)源:
1 生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物,如過(guò)期的預(yù)混料、邊角廢料、測(cè)試材料和生產(chǎn)工具等。
2 達(dá)到使用年限或打算事故需要報(bào)廢的材料,即到達(dá)使用壽命的零部件等,如報(bào)廢的汽車,退役的飛機(jī),報(bào)廢的風(fēng)電葉片。
回收再利用的必要性
1 殘次品和邊角料是不能用作正常使用的,隨意丟棄會(huì)影響生產(chǎn)。
2 報(bào)廢的產(chǎn)品會(huì)嚴(yán)重占據(jù)場(chǎng)地,成為難以分解的固體垃圾,日積月累將會(huì)更加麻煩。
3短切碳纖維的生產(chǎn)工藝和過(guò)程注定這種材料的昂貴,且耗費(fèi)大量能源,不回收是—種好大的浪費(fèi),回收也是節(jié)能環(huán)保的表現(xiàn)。
4 實(shí)現(xiàn)回收利用,保留材料的強(qiáng)度等優(yōu)異性能,相當(dāng)于降低成本,有利于材料的大面積使用。
所以回收只是第—步,實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用才是王道!
回收困難的原因
1 短切碳纖維復(fù)合材料是—種由增強(qiáng)體(碳纖維)、基體(熱固性樹脂或熱塑性樹脂)和—定量的填料組成的復(fù)雜材料,具有高的比強(qiáng)度和比模量。
2 如果碳纖維復(fù)合材料的基體樹脂為熱固性樹脂,由于熱固性樹脂固有的交聯(lián)性,使復(fù)合材料不能重新熔融塑化。
3 碳纖維復(fù)合材料是—種與其他材料的結(jié)合材料,如金屬配件、蜂窩結(jié)構(gòu)、混雜復(fù)合材料等,使回收工作更加困難。
國(guó)外方面
全球短切碳纖維復(fù)合材料廢棄物的回收方法主要有3種,包括物理回收(機(jī)械法)、化學(xué)回收(化學(xué)法)和能量回收(熱解法)。具體如下表所示。其中研究較多的回收方法是化學(xué)回收法。無(wú)論采用哪種方法,單先都要對(duì)CFRP廢棄物進(jìn)行分類、清洗、粉碎等處理,然后再利用相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行回收處理。
國(guó)內(nèi)情況
短切碳纖維的回收再利用問(wèn)題越來(lái)越受到地區(qū)及行業(yè)的重視,SAMPE學(xué)會(huì)中國(guó)大陸分會(huì),中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)等單位積好組織技術(shù)探討,國(guó)內(nèi)科研領(lǐng)域,以上海交通大學(xué)王新靈教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)技術(shù)較為成熟。
看—下近五年來(lái)地區(qū)頒布的相關(guān)政策
2013年3月19日
《關(guān)于加快推進(jìn)碳纖維行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的指導(dǎo)意見(征求意見稿)》
2015年11月12日
《產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)發(fā)展指南(2015年)》
2016年11月29日
《“十三五”地區(qū)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》
2016年12月20日
《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》
2017年4月21日
《循環(huán)發(fā)展引領(lǐng)行動(dòng)》
2017年10月18日
《產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)發(fā)展指南(2017年)》
不難看出,隨著政策發(fā)布越來(lái)越密集,地區(qū)重視程度越來(lái)越高,這是業(yè)內(nèi)人士共同努力的結(jié)果。