- 來(lái)源：高分子循環(huán)再利用
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- 發(fā)布時(shí)間：2025-04-30
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日前，德國弗勞恩霍夫高速動(dòng)力學(xué)研究所（Frauhofer EMI）的科研團隊開(kāi)發(fā)出一項革命性技術(shù)，能夠從復合材料中回收連續碳纖維，且完全保持材料性能。該技術(shù)通過(guò)高功率激光對多層纖維增強樹(shù)脂基體進(jìn)行局部高溫降解，不僅具有顯著(zhù)生態(tài)效益，更蘊含巨大經(jīng)濟價(jià)值。
Fraunhofer EMI團隊研發(fā)的新工藝，成功實(shí)現了廢舊復合材料中纖維的高效再生利用，且完全不影響其力學(xué)性能。而現有纖維增強復合材料回收技術(shù)需經(jīng)粉碎處理，導致纖維長(cháng)度縮短并引發(fā)降級回收。
纏繞結構的"剝洋蔥式"回收術(shù)?
針對熱固性復合材料，Fraunhofer EMI團隊采用高功率激光精準剝離纖維增強體，尤其適用于高壓儲氫罐回收。這類(lèi)容器通常采用連續碳纖維粗紗纏繞塑料內膽，以承受高達70MPa的內部工作壓力。
創(chuàng )新回收技術(shù)的核心突破：通過(guò)局部高溫分解去除碳纖維周?chē)臒峁绦詷?shù)脂，同時(shí)纖維本身幾乎不受損傷。"工藝特殊性在于，我們同步進(jìn)行了基體熱解與纖維粗紗解繞，在保證合理速度的前提下避免碳纖維受損。"項目經(jīng)理Mathieu Imbert解釋道。
技術(shù)難點(diǎn)在于尋找最佳工藝窗口：基體熱降解需300-600℃溫度環(huán)境，而纖維在600℃左右即可能開(kāi)始受損。Imbert表示："我們在工藝效率與再生材料品質(zhì)間找到了完美平衡點(diǎn)。實(shí)驗證明，此法回收的連續纖維性能與新品完全相當，這使該技術(shù)極具吸引力。"
?實(shí)驗裝置圖?
（圖示：采用高功率激光對纏繞復合材料環(huán)進(jìn)行局部熱解，同步回收無(wú)基體碳纖維粗紗的試驗裝置。紅色激光點(diǎn)標示熱解發(fā)生位置。）
經(jīng)濟生態(tài)效益雙贏(yíng)?
這項創(chuàng )新技術(shù)不僅環(huán)保效益顯著(zhù)，更為回收企業(yè)開(kāi)啟可觀(guān)經(jīng)濟潛力。由于采用局部加熱與纖維連續同步回收，徹底摒棄了傳統處理厚壁儲氫罐所需的長(cháng)時(shí)高溫熱解過(guò)程及相關(guān)高額成本。更關(guān)鍵的是，激光輔助回收工藝所需的能量?jì)H為生產(chǎn)新纖維的五分之一。在能源成本飆升與環(huán)保法規趨嚴的當下，這些優(yōu)勢極具戰略意義。
該技術(shù)研發(fā)將持續至2025年底，隸屬于德國聯(lián)邦經(jīng)濟事務(wù)和氣候行動(dòng)部（BMWK）資助的DigiTain項目。目前，團隊正致力于進(jìn)一步提升工藝能效并優(yōu)化再生纖維品質(zhì)。研究人員認為，"再生材料頂級品質(zhì)+超低工藝成本"的黃金組合，將成為推動(dòng)這項新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的最強競爭力背書(shū)。