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纤维增强复合材料新热点:回收利用
发布时间:2017-10-12   浏览次数:62

由于纤维增强复合材料具有耐用,轻质和易制造复杂形状等优点,它们在建筑、运输和风能等领域的应用具有巨大的潜力。 复合材料使用的稳步增长在许多领域都带来了好处。

然而,大多数复合材料使用热固性树脂基体,由于其交联网络不易被破坏而不能被再循环回收,与可重新熔化的热塑性塑料相反。

因此,全球的研究者们正在开展了一些研究项目来开发回收利用过程,并寻求在新的或现有应用中有效利用回收材料的方法。

▲ 波音787超过50%的机身材料为纤维增强复合材料

市场前景

英国碳纤维复合材料产量约为2130吨,主要应用于航空航天和国防领域(36%)、风能领域(33%),同时在汽车,船舶,其他工业用途和运动用品方面也有可观的用量。英国和爱尔兰每年GFRP产量约为14.4万吨,主要用于建筑,运输(包括造船和低容量道路运输应用)和风能。

虽然碳纤维复合材料占英国复合材料价值的40%左右,但它们仅占英国复合材料产量的2%左右,绝大多数为玻璃纤维复合材料。

目前有关于废弃复合材料总量的可靠数据较少,但据报道,“美国和欧洲每年产生的每年约有3000吨的CFRP废料”,这其中包括制造过程中产生的废料和报废的CFRP产品。由于CFRP是一种相对较新的材料,废料生产量仍然相当小。

据估计,英国GFRP制造过程中产生的废料估计为22,750吨,而由报废产生的废料量是五倍。 FRP产品正越来越多,特别是航空航天和其他工业应用中的CFRP。寿命末期的风力发电机叶片可能会在20-30年内产生数十万吨的复合废物。其中GFRP占主要组成部分, CFRP占其中一部分。

▲ 亚利桑那州飞机废弃场

虽然GFRP的生产量远远大于CFRP,但显然更多的投资已经投入到碳纤维复合材料回收中。

◆ 其主要原因是纤维的价值高一个数量级,所以经济上可行的回收过程更容易实现。

◆ 另一点重要的是,碳纤维的市场具有较高利润率,能应用到的行业也比较广,特别是航空航天业已投入研发以开发回收利用过程。而且,制造GFRP产品的几家公司已经在这一领域投资。

▲ 宝马BWM i8采用回收的CFRP材料作为车体

最新进展

据composites world网站近期报道,目前,复合材料行业内最大的两个组织先进复合材料制造创新机构(IACMI)和美国复合材料工业协会(ACMA),它们宣布了一个行业的合作项目,即开发一种机械和热回收的方法,用来既能获得能量值,又能获得残余灰分/纤维。

▲ 先进复合材料制造创新机构(IACMI)和美国复合材料工业协会(ACMA)联手合作

先进复合材料制造创新机构(IACMI)宣布了一个项目,此项目重点是来研究一个强大的可扩展性的综合回收方法。该项目是由美国复合材料工业协会(ACMA),以及欧洲一个研究碳酰肼技术塑料结构的团队、舒尔曼公司、田纳西大学、诺克斯维尔大学等合作进行。此外,欧文斯科宁复合溶液公司和阿什兰公司也对该项目提供了支持。

美国复合材料工业协会的会长Tom Dobbins谈到:

‘生命终结物复合材料’ 的观点是,相对于可再生材料而言,由于复合材料很难回收或再利用,它们的可循环能力较差。本研究的探索将为复合材料行业提供有力的技术证据,并对材料的可循环利用提出看法。

这项技术合作的目标是开发一种机械和热回收方法,此方法既能获得能量值,又能获得残余灰分/纤维。如果支持先进复合材料制造创新机构(IACMI)的目标,这将实现五年内可回收百分之八十的复合材料,大大提高了提高复合材料的可循环性,减少了废料和废旧的复合材料被送去垃圾填埋场。

该项目还支持ACMA的目标,回收玻璃纤维增强复合材料(FRP)和复合材料碳纤维。该项目将通过对有前途的热解碳酰肼 SIS测试技术进行研究,来回收所有的液体和油,焦油,并通过复合材料并将其转换为清洁的合成气体,来回收玻璃纤维和碳纤维。

Uday Vaidya对先进复合材料制造创新机构的首席执行官和美国橡树岭国家实验室的管理人员说道,“Thermolyzer公司提供了一个特别的机会来回收大量的复合材料,这实现了复合材料的一个可行的、可循环的未来行业选择的整合。”


先进复合材料制造创新机构(IACMI)和美国复合材料工业协会(ACMA)的复合材料回收项目,可以帮助行业利用复合材料节省成本和能源,同时减少复合材料每年在垃圾场的填埋量。

来源:最有料在线
 关键词:玻璃纤维 | 复合材料 | 环保
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