連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(Continuous Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic Composites, CFRTP)因其優(yōu)異的機(jī)械性能和加工性能，在航空航天、汽車、電子等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。伴隨著這些材料逐漸應(yīng)用，大家對于其相較傳統(tǒng)熱固性碳纖維復(fù)材的可回收性能就產(chǎn)生了濃厚的興趣，在可回收再利用的環(huán)節(jié)，科研也在不斷開發(fā)，力求能夠更好的凸顯其該項優(yōu)勢，這里我們就結(jié)合現(xiàn)階段的科學(xué)技術(shù)來簡單了解。

　　(智上新材的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料產(chǎn)品)

　　連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的可回收性優(yōu)勢

　　隨著全球資源緊張，對于連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的應(yīng)用成為了重點研究對象，源于其優(yōu)勢，囊括了政治、社會、經(jīng)濟(jì)等多方面的原因。

　　資源節(jié)約與環(huán)境友好減少原生材料需求：通過回收和再利用CFRTP，可以顯著減少對原生碳纖維和熱塑性樹脂的需求，從而節(jié)約寶貴的資源。碳纖維的生產(chǎn)過程能耗高且成本昂貴，因此回收利用具有明顯的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

　　降低環(huán)境污染：減少廢棄物的填埋和焚燒，減輕對土壤和空氣的污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。復(fù)合材料的不當(dāng)處理可能導(dǎo)致微塑料污染，影響生態(tài)平衡。

　　經(jīng)濟(jì)性與成本效益降低成本：回收和再利用可以顯著降低材料成本，提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性。特別是在高性能應(yīng)用中，高質(zhì)量的回收材料可以替代昂貴的新材料，降低整體生產(chǎn)成本。

　　環(huán)境友好與可持續(xù)發(fā)展減少碳足跡：回收和再利用過程通常比生產(chǎn)新的復(fù)合材料能耗更低，有助于減少碳排放，實現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)。深入研究發(fā)現(xiàn)，回收碳纖維的碳足跡僅為生產(chǎn)新碳纖維的10%左右。

　　符合環(huán)保政策：許多國家和地區(qū)已經(jīng)制定了相關(guān)政策和法規(guī)，鼓勵塑料的回收和再利用，推動了環(huán)保技術(shù)的發(fā)展。例如，歐盟的循環(huán)經(jīng)濟(jì)行動計劃和中國的“十四五”規(guī)劃都強(qiáng)調(diào)了資源的循環(huán)利用。

　　可實現(xiàn)的回收方式

　　國內(nèi)該材料的生產(chǎn)商智上新材料科技的負(fù)責(zé)人表示，現(xiàn)如今的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的回收方式主要是有機(jī)械回收、化學(xué)回收以及物理回收。回收方式的不同對于材料后續(xù)應(yīng)用有不一樣的表現(xiàn)，從碳絲角度分析，長纖碳絲跟短纖碳絲的性能上就會有很大區(qū)別，對此可以參考：《長切、短切、長纖連續(xù)碳纖維的相關(guān)知識》。

　　機(jī)械回收

　　先是進(jìn)行粉碎和研磨，將廢棄的復(fù)合材料通過機(jī)械手段粉碎成小顆粒，然后進(jìn)行研磨，使其達(dá)到更細(xì)小的狀態(tài)。這種方法簡單易行，但可能會導(dǎo)致碳纖維斷裂，降低其長度和性能。研究表明，通過優(yōu)化粉碎工藝和設(shè)備設(shè)計，可以有效減少碳纖維的損傷。

　　然后進(jìn)行篩分和分級，通過篩分和分級，將不同尺寸的顆粒分開，以便后續(xù)處理。這樣可以篩選出較長的碳纖維，提高回收材料的質(zhì)量。分級后的碳纖維可以根據(jù)長度和性能用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　據(jù)了解寶馬公司在其i3車型中大量使用了碳纖維增強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料，并積極探索這些材料的回收和再利用技術(shù)。通過機(jī)械回收和化學(xué)回收方法，寶馬成功回收了部分碳纖維，用于制造新的汽車部件。此外，寶馬還與多家回收公司合作，建立了完整的回收體系。

　　化學(xué)回收

　　化學(xué)回收主要就是通過溶劑溶解復(fù)材：使用特定的溶劑溶解熱塑性樹脂，從而使碳纖維得以分離。這種方法可以較好地保持碳纖維的完整性和長度，但溶劑的選擇和處理過程較為復(fù)雜，需要考慮環(huán)保和成本因素。常用的溶劑包括二甲基亞砜(DMSO)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)等。

　　當(dāng)然也是可以進(jìn)行酸堿處理的化學(xué)回收方式：通過酸堿處理也可以溶解樹脂，分離出碳纖維。這種方法同樣可以保持碳纖維的性能，但需要嚴(yán)格的工藝控制。酸堿處理過程中需要注意酸堿濃度和反應(yīng)時間，以避免碳纖維的過度腐蝕。

　　物理回收

　　物理回收中的熔融是將復(fù)合材料加熱至熱塑性樹脂的熔點以上，使其熔化，然后通過過濾等方式分離出碳纖維。這種方法適用于某些特定的熱塑性樹脂，但需要精確的溫度控制，以避免碳纖維的損傷。熔融再生過程中可以使用螺桿擠出機(jī)等設(shè)備，實現(xiàn)高效分離。

　　物理回收還有熱解方式，是通過高溫裂解的方法分解樹脂，使碳纖維得以分離。這種方法可以有效地去除樹脂，但需要嚴(yán)格的溫度控制，以避免碳纖維的損傷。熱解過程中產(chǎn)生的氣體可以回收利用，實現(xiàn)資源的綜合利用。

　　波音公司在其787夢想飛機(jī)中使用了大量的碳纖維復(fù)合材料，也研究了這些材料的回收和再利用方法。通過物理回收和化學(xué)回收方法，波音成功回收了部分碳纖維，用于制造新的飛機(jī)部件。波音還與多家研究機(jī)構(gòu)合作，開發(fā)了先進(jìn)的回收技術(shù)和設(shè)備。

　　連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料在可回收領(lǐng)域的優(yōu)勢顯著，不僅可以節(jié)約資源、降低成本，還可以減少環(huán)境污染，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。通過機(jī)械回收、化學(xué)回收和物理回收等多種方法，可以有效地回收和再利用這些材料，保持其高性能特性。作為國內(nèi)連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料量產(chǎn)廠家的智上新材料科技也在該方向上不斷深耕，跟多家高校以及研究所共同探討研發(fā)該材料可回收性能，通風(fēng)技術(shù)加持與生產(chǎn)相結(jié)合來更好的落實連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的可回收性，那相信隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和政策的支持，CFRTP的回收和再利用將更加普及和高效，為環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。