在復合材料領域，如何高效、環(huán)保地回收連續(xù)碳纖維一直是一個重大挑戰(zhàn)。Fraunhofer高速動態(tài)研究所(Fraunhofer EMI)的研究人員最近宣布了一項突破性技術，該技術利用高功率激光實現(xiàn)從纖維增強聚合物(FRP)中無損回收連續(xù)碳纖維。這一成果標志著碳纖維回收技術的一大進步，并為工業(yè)應用帶來了新的可能性。
圖片來源| Fraunhofer EMI
不同于傳統(tǒng)的回收方法，這些方法通常需要將復合材料切碎，從而縮短了碳纖維并降低了其性能，F(xiàn)raunhofer EMI的技術采用高功率激光器，在高溫條件下局部降解多層纖維增強聚合物矩陣。這種方法不僅能夠保持纖維長度和強度，還提供了顯著的生態(tài)效益和經濟潛力。項目經理Mathieu Imbert指出，“我們以合理的速度同時進行基質的熱解和纖維的釋放，而不會對碳纖維造成損害?！?/p>
這種回收技術特別適用于處理如加壓氫氣罐等復雜結構中的連續(xù)碳纖維，這些纖維纏繞于塑料襯里周圍，使得儲罐能夠承受高達700巴的服務壓力。通過精確控制溫度，研究人員能夠在不損壞纖維的前提下移除熱固性基質，確保再生纖維具有與新纖維相同的性能特性。
盡管該過程面臨諸如確定最佳工藝窗口等挑戰(zhàn)——熱固性基質的熱降解發(fā)生在300至600攝氏度之間，而纖維可能在接近600攝氏度時開始受損——但Imbert強調，“我們在工藝效率與再生材料質量之間找到了良好的平衡。”此外，由于熱量僅局部施加且纖維可以連續(xù)回收，因此對于厚壁氫氣罐而言，無需長時間的熱解過程或高昂的成本。更重要的是，這項激光輔助回收過程消耗的能量僅為生產新纖維所需能量的五分之一，這在能源成本日益上升及環(huán)境需求不斷增長的背景下顯得尤為重要。
隨著對可持續(xù)發(fā)展的重視加深，連續(xù)碳纖維熱塑性復合材料因其優(yōu)異的可回收性而在全球范圍內受到廣泛關注。智上新材料作為行業(yè)內的佼佼者，正在積極探索和開發(fā)類似的先進回收技術和高性能復合材料。通過持續(xù)的技術創(chuàng)新，智上新材料致力于提升材料的循環(huán)利用率，減少資源浪費，推動綠色制造的發(fā)展。目前，該公司正積極投入到相關研發(fā)項目中，旨在為中國乃至全球市場提供更加環(huán)保、高效的碳纖維復合材料解決方案。
未來，隨著更多類似項目的推進，我們有理由相信，碳纖維復合材料將在更多領域發(fā)揮其獨特價值，共同構建一個更加綠色、高效的未來。
來源| Fraunhofer EMI
