維材料回收技術(shù)取得最新進(jìn)展，在技術(shù)突破方面，國(guó)產(chǎn) T700/800 級(jí)碳纖維良品率提升至 85%以上，生產(chǎn)成本較 2020 年下降 40%，政策上，《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》將碳纖維納入首批次應(yīng)用保險(xiǎn)補(bǔ)償目錄，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)在 2025 年中國(guó)碳纖維回收市場(chǎng)規(guī)模達(dá)數(shù)十億元，2030 年將突破百億元大關(guān)，企業(yè)積極布局，如年產(chǎn) 15 萬(wàn)噸綠色再生新材料項(xiàng)目一期 5 萬(wàn)噸主工藝裝置 JPET50 聚酯回收生產(chǎn)線合同進(jìn)展順利。

碳纖維材料回收技術(shù)最新進(jìn)展

碳纖維復(fù)合材料的回收挑戰(zhàn)

碳纖維復(fù)合材料（CFRP）因其輕質(zhì)高強(qiáng)的特性，在航空、汽車(chē)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，隨著這些領(lǐng)域的發(fā)展，碳纖維復(fù)合材料的廢棄物也在不斷增加。傳統(tǒng)的回收方法，如機(jī)械回收、熱解回收和化學(xué)回收，各有優(yōu)缺點(diǎn)。機(jī)械回收操作簡(jiǎn)便、成本較低，但容易導(dǎo)致碳纖維受損，影響性能；熱解回收如流化床分解法，雖然可以得到碳纖維，但力學(xué)性能下降嚴(yán)重，且存在再生碳纖維長(zhǎng)度短、回收率低等問(wèn)題；化學(xué)回收可以有效保護(hù)碳纖維的性能，但需要大量化學(xué)試劑，且回收過(guò)程中可能產(chǎn)生環(huán)境污染。

新型回收技術(shù)的開(kāi)發(fā)

最近，堪薩斯大學(xué)和南加州大學(xué)的研究人員共同開(kāi)發(fā)了一種突破性的新技術(shù)，能夠高效回收碳纖維復(fù)合材料。這一技術(shù)不僅能夠分解CFRP中的聚合物矩陣，還能保持碳纖維的完整性和性能，使得回收的碳纖維保持超過(guò)97%的原始強(qiáng)度。

技術(shù)細(xì)節(jié)

該技術(shù)的關(guān)鍵在于使用基因改造的真菌——構(gòu)巢曲霉（Aspergillus nidulans），能夠?qū)⒎纸膺^(guò)程中產(chǎn)生的苯甲酸轉(zhuǎn)化為一種具有潛在醫(yī)療應(yīng)用價(jià)值的化學(xué)物質(zhì)OTA ((2Z,4Z,6E)-辛-2,4,6-三烯酸)。這種方法不僅為CFRP的回收提供了新的解決方案，還可能在環(huán)境和經(jīng)濟(jì)上帶來(lái)顯著的效益。

回收過(guò)程

1. 預(yù)處理：將CFRP板浸泡在芐醇和三水合磷酸三鉀的混合溶液中，持續(xù)24小時(shí)，溫度維持在180℃。這一步驟使得復(fù)合材料發(fā)生膨脹，從而促進(jìn)了后續(xù)化學(xué)試劑的滲透和矩陣的分解。
2. 消化：使用錳(II)和鈷(II)硝酸鹽對(duì)CFRP進(jìn)行消化，即可成功分解材料中的熱固性矩陣，同時(shí)保留碳纖維的完整性。
3. 驗(yàn)證：回收的碳纖維經(jīng)過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)檢查，確認(rèn)表面干凈且無(wú)損傷。X射線光電子能譜(XPS)分析顯示，盡管材料尺寸功能在回收過(guò)程中有所減少，但通過(guò)硝酸處理后得以恢復(fù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，回收的碳纖維保持了超過(guò)97%的原始抗拉強(qiáng)度和超過(guò)99%的模量。

結(jié)論

這項(xiàng)新技術(shù)不僅快速且環(huán)境友好，為CFRP的回收和再利用提供了一種新的方法。這種方法不僅能夠從CFRP中完全回收纖維和矩陣組分，而且還能夠生產(chǎn)出高價(jià)值的化合物OTA，為CFRP的可持續(xù)管理和循環(huán)利用開(kāi)辟了新的途徑，為碳纖維復(fù)合材料的回收利用提供了一個(gè)切實(shí)可行的解決方案，并推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。隨著技術(shù)的成熟，相關(guān)應(yīng)用帶來(lái)的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益將不斷提升，回收碳纖維的市場(chǎng)規(guī)模會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，并推動(dòng)相關(guān)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

碳纖維回收技術(shù)的市場(chǎng)前景

新型碳纖維回收技術(shù)的成本分析

碳纖維回收對(duì)環(huán)境的影響評(píng)估

碳纖維回收技術(shù)的國(guó)際研究動(dòng)態(tài)