在復(fù)合材料領(lǐng)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(shù)，該技術(shù)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(biāo)志著碳纖維回收技術(shù)的一大進步，并為工業(yè)應(yīng)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(fù)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(shù)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(jīng)濟潛力。項目經(jīng)理Mathieu Imbert指出，“我們以合理的速度同時進行基質(zhì)的熱解和纖維的釋放，而不會對碳纖維造成損害。”

　　這種回收技術(shù)特別適用于處理如加壓氫氣罐等復(fù)雜結(jié)構(gòu)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(wù)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(zhì)，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(zhì)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(diào)，“我們在工藝效率與再生材料質(zhì)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(chǎn)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(fù)合材料因其優(yōu)異的可回收性而在全球范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注。智上新材料作為行業(yè)內(nèi)的佼佼者，正在積極探索和開發(fā)類似的先進回收技術(shù)和高性能復(fù)合材料。通過持續(xù)的技術(shù)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(guān)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(fù)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(fù)合材料將在更多領(lǐng)域發(fā)揮其獨特價值，共同構(gòu)建一個更加綠色、高效的未來。

　　來源| Fraunhofer EMI