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碳纤维的回收
发布者:产业用及无纺布展 | 发布日期:2016/7/18 10:59:13
  你不能像1美元/镑回收铝一样的方式回收碳纤维废料,而是要把它当作一种先进的材料并意识到它可以被回收且保持原有性能。
  
  碳纤维回收之所以如此引人注目,起因是由于飞机制造商长期使用铝和其他金属材料,并已经在对这些金属材料的回收取得了令人艳羡的成绩。然而碳纤维将是飞机最主要的制造材料,它的回收已成为产业链条上最具商业价值的一环!以一架波音787飞机为例,大约含有能利用的碳纤维18144kg,启动报废飞机科学管理计划后,碳纤维回收的比例将会从现在的70%提升到90%。其商业价值和环保意义便显而易见啦。
  
  今天,小编就和您一起表一表碳纤维回收的商业化。
  
  1.回收的意义
  
  碳素纤维回收是一个极富吸引力的细分市场,因为它的驱动力不仅来自财务压力,也包括政府激励和制造商对于环保生产工艺的渴望。碳纤维回收是三个层次的环保工作。它不仅可以防止首次使用过后的新碳纤维以垃圾填埋方式造成浪费,而且可以使用回收的碳纤维生产出可循环使用的成分,因为碳纤维即使在第二次回收后仍然可以保留很大一部分的原始性能。此外,回收过程本身就可以显著减少能源成本。碳纤维的回收成本大约是新碳纤维生产成本的70%(8?12美元/镑vs15?30美元/镑),电力能量消耗不到5%(1.3?4.5kWoh/镑vs 25?75 kWoh /镑)。目前,世界上只有两家公司在碳纤维回收方面能够连续生产且达到了商业规模,一家公司在英国,另一家公司在日本。这两家公司均采用高温分解法。
  

  高温分解法不管有没有添加催化剂,似乎都是目前的技术先驱者。也有一些其他碳纤维回收技术的发展,包括超临界流体法和微波法,但这些方法的应用主要还在实验室规模。


  

  图1 高温分解设备
  
  2.原料的供给
  
  尽管回收废碳纤维具有很多固有价值,但不得不承认碳纤维废料生产商与回收商之间的合作会带来优质的原料供应,因此,高质量的回收碳纤维也将保留更多的固有价值。
  
  回收运营中的一个实际困难就是确保获得优质碳纤维废料。事实上,回收碳纤维的市场规模不仅由需求决定,而且取决于供应的可用性。
  

  在短期内,从工艺废料、废弃飞机和部分航天设备中回收碳纤维的潜在产能会维持在1000万?1500万镑/年的水平。估计到2029年,该产能可能超过5000万镑。汽车市场可能会成为回收短切碳纤维的一个大客户群,而不是一个巨大的供应基地。风能很可能成为废料的重要供应来源。风涡轮叶片增加超过1000万镑的大量取向性碳纤维,回收大型风力涡轮叶片将有利可图。另外回收的另一个挑战就是处理不同性质的原料,回收回来的干性废品、半固化片下脚料、过时的半固化片、层压板下脚料、工具和临终组件及高模量航空废料或标准模量废料,必须采用同样的科学处理方式以保证碳纤维的原有性能。


  

  图2 从F-18安定升降舱回收的碳纤维
  
  3.废料的起死回生及未来
  
  回收的吸引力还体现在制造商对其购买的原始纤维物尽其用的可能性。当你可以将一个生产工艺的废料转化为产品的另一环节的原料时,产品可持续性和成本优势很明显。使用从预生产的波音787飞机部件回收的碳纤维生产了一个概念证明型扶手。虽然经过回收流程生产的短切纤维不能取代连续纤维在航空制造业的应用,但它们可以用于高等航空部件。此外,高质量的回收碳纤维,无论是磨碎的还是短切的,在市场上与工业级新碳纤维具有同样的竞争优势。


  图3 概念证明型驾驶室模型
  
  在碳纤维回收的其他领域,科研人员也正在如火如荼地开展着。跨入原纤维材料的回收领域以促进新产品的开发让广大消费者的认可才是最重要的。科研人员的最终努力让更多的碳纤维回归大众产品。