碳纖維複合材料以其高強輕質給航空航天工業帶來了革命性的變化。在今後的幾十年我們將看到碳纖維復材的應用被廣泛地擴充套件到其它多個領域，如汽車、軌道交通、風電葉片、壓力氣瓶、和工程建築。這一應用上的飛躍將意味著碳纖維復材從高階小批次走向低成本大批次。
應運而生的一個關鍵問題是碳纖維復材的回收，以提取高價值碳纖維的再利用。
廢棄的碳纖維複合材料 圖片來源：英特力新材
01.
碳纖維複合材料回收的市場前景
目前用於碳纖維回收的複合材料廢料主要來源於航空航天，汽車廢料，和體育休閒用品。從2019年市場規模發現，就全球回收碳纖維市場的價值和數量而言，航空領域廢料市場份額最大。許多碳纖維複合材料回收商依靠航空廢料來獲取回收碳纖維。
根據Markets and Markets™公司2020年2月釋出的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模預計將從2020年的1.09億美元增長到2025年的1.93億美元，在預測期內的複合年增長率為12.0％。
02.
碳纖維複合材料回收相關企業
日本：日本早在2006年就開始開發碳纖維再生技術，併成功開發出可控制回收碳纖維（RCF）長度，去除金屬雜質，並保持樹脂殘渣量很低的碳纖維再生技術。主要的日本碳纖維再生公司有東麗、東邦（隸屬於帝人集團）、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：北京化工大學賈曉龍教授團隊、南通復源新材料（上海交大楊斌副教授團隊）……
03.
碳纖維複合材料回收的應用情況
1. 汽車行業
回收碳纖維做的汽車門板
圖片來源：碳纖維及其複合材料技術
英國ProDrive Composites公司是先進的輕質複合材料的製造商，其應用範圍從汽車、賽車、航空航天到國防。該公司一直與英國謝菲爾德大學先進製造研究中心和ELG碳纖維公司合作進行P2T（從初級到第三級）工藝，這是一種使用反應性熱塑性樹脂製造可回收複合材料元件的新工藝。
Vartega領導的複合材料製造創新研究所也正專注於汽車行業。一項為期兩年的技術合作旨在為車輛輕量化應用建立一致的回收碳纖維增強熱塑性塑膠。
2. 航空航天
隨著航空航天行業領域中熱塑性複合材料（TPC）應用比例增加，這會給碳纖維複合材料帶來了一系列新的回收機會。由於熱塑性聚合物可以重塑，因此航空航天工業會有更多機會將其自身的一些廢料用到二次應用中，從而有可能重新利用纖維和基體。
TPC-迴圈回收路線
圖片來源：碳纖維及其複合材料技術
3. 增材製造
增材製造是碳纖維複合材料回收有潛力獲得應用的另一個領域。如，Shocker Composites已將其回收碳纖維以20-40％比例對ABS進行增強，並在辛辛那提公司的大面積增材製造（BAAM）3D列印工藝中的成功應用。Vartega表示將利用其碳纖維回收技術和材料開發專業知識來改進用於粉末床熔融新增劑製造的聚合物原料。
4. 碳纖維回收的其他應用
可以探索回收碳纖維的其他市場和應用領域。例如，美國複合材料回收技術中心一直在探索將再生碳纖維應用於各種產品中，從車站長椅到高效能體育用品再到複合材料管材。
04.
碳纖維複合材料回收目前存在問題
1. 處理廢物流程的複雜性
“即使是相對清潔的複合材料製造的廢水，仍然含有不同的化學成分的樹脂和不需要的材料，如紙張或塑膠薄膜，而且回收過程必須經過最佳化，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
複合材料行業的發展，已經能夠從不同的製造商那裡獲得各種各樣等級的碳纖維。雖然回收過程對纖維的效能影響很小，但在纖維恢復後保留原有纖維的指數是不可取的。
3. 如何實現商業化的發展
這是所有新材料面臨的問題：缺乏關於機械效能和加工特徵的知識；缺乏大規模的示範應用；證明使用這些材料的經濟、技術和環境理由。
為了更好的瞭解
碳纖維複合材料的回收再利用
， “
2021綠色複合材料論壇
”特誠邀
《Composites Part B》主編王浩教授
蒞臨本次大會，分享
《回收利用是碳纖維複合材料綠色發展的一個關鍵》
的主題報告。報告將闡述目前已發展出來的各種碳纖回收方法，並從技術和市場接受的角度加以評價。另外，報告還將對未來碳纖復材回收技術的發展方向進行分析和展望。
05.
專家介紹
王浩
，《Composites Part B》雜誌主編， 澳大利亞南昆士蘭大學教授。目前的主要研究領域複合材料、水泥混凝土材料和氫燃料電池。已發表SCI論文350餘篇，h-index 72，文章總引用兩萬次。王浩教授現在還擔任愛思唯爾《Nano Materials Science》編輯顧問，《Australian Journal of Mechanical Engineering》編輯。
《Composites Part B》作為複合材料領域的頂級期刊，一直關注並引領這一重要方向。期刊為此專門出版了碳纖復材回收利用的專刊，也發表了多篇這方面綜述。
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