中國循環(huán)產(chǎn)業(yè)未來趨勢(shì)與展望——習(xí)近平就組建中國資源循環(huán)集團(tuán)有限公司作出重要指示(中)
更新時(shí)間:2024-10-30 09:33:41
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中國復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展迅速,規(guī)模不斷擴(kuò)大。具體數(shù)據(jù)表明,一千瓦風(fēng)電裝機(jī)用13公斤復(fù)合材料,2021年以前的風(fēng)機(jī)使用壽命是20年,2022年設(shè)計(jì)壽命為25年,風(fēng)能作為電力來源是世界上增長最快的可再生能源,隨著越來越多的風(fēng)力渦輪機(jī)被建造和設(shè)計(jì)為運(yùn)行長達(dá) 25 年,這意味著到2050年將有超過 4300 萬噸的葉片需要回收利用(其中超過 1000 萬將在歐盟)。然而,雖然風(fēng)力葉片是最明顯的問題,但它們僅占復(fù)合材料廢料市場(chǎng)總量的 10%,其中還包括汽車、船舶和航空航天等其他領(lǐng)域。總體來看,中國資源循環(huán)集團(tuán)有限公司的成立,不僅是促進(jìn)資源安全的保障,更是在助力復(fù)材行業(yè)健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系等方面大有可為。近年來,復(fù)合材料作為戰(zhàn)略新興材料,廣泛應(yīng)用于軍工等諸多領(lǐng)域,中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì),作為中國復(fù)材領(lǐng)域的全國規(guī)模的行業(yè)協(xié)會(huì),也必將發(fā)揮協(xié)會(huì)行業(yè)組織優(yōu)勢(shì)和橋梁紐帶作用,作為響應(yīng)國家號(hào)召的重要舉措,為此,中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)在2021年成立復(fù)合材料維修檢測(cè)與回收專業(yè)委員會(huì),致力于研究領(lǐng)域內(nèi)最新技術(shù)和動(dòng)態(tài),并推廣優(yōu)秀的成果和案例。
碳纖維復(fù)合材料 (CFRP)因其優(yōu)異的性能,如耐腐蝕、抗疲勞、高比強(qiáng)度和比模量以及良好的可設(shè)計(jì)性,在航空航天、汽車行業(yè)及風(fēng)電產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而,熱固性碳纖維復(fù)合材料廢棄物的大量堆積不僅占據(jù)了工業(yè)用地,而且污染環(huán)境,因此其回收再利用技術(shù)成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)。
CFRP的回收技術(shù)主要分為機(jī)械回收、熱解回收、化學(xué)回收以及一些其他類型的回收方法。CFRP回收技術(shù)的發(fā)展及優(yōu)缺點(diǎn)如圖1所示。


CFRP回收技術(shù)的發(fā)展及優(yōu)缺點(diǎn)
樹脂基復(fù)合材料在可回收火箭中可修復(fù)性與再利用:(原文鏈接:樹脂基復(fù)合材料在可回收火箭中的創(chuàng)新應(yīng)用研究)
隨著航天技術(shù)的不斷進(jìn)步,尤其是在可回收火箭技術(shù)的推動(dòng)下,材料科學(xué)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用??苫厥栈鸺夹g(shù)不僅依賴于設(shè)計(jì)和動(dòng)力系統(tǒng),還與新材料的應(yīng)用息息相關(guān),尤其是樹脂基復(fù)合材料和碳/碳(C/C)復(fù)合材料的應(yīng)用。馬斯克的SpaceX通過星艦火箭的多次成功回收,引發(fā)了全球的廣泛關(guān)注。
在可回收航天器中,材料的可修復(fù)性對(duì)于實(shí)現(xiàn)長期重復(fù)使用至關(guān)重要。樹脂基復(fù)合材料具備良好的修復(fù)能力,特別是在局部裂紋或損傷的情況下,通過局部熱修復(fù)技術(shù)能夠顯著恢復(fù)材料的機(jī)械性能。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,通過這種熱修復(fù)工藝,材料的修復(fù)效率可達(dá)到80%以上。

3D打印增材制造技術(shù)在這方面也發(fā)揮了重要作用。例如,深藍(lán)航天利用增材制造技術(shù),優(yōu)化了發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵組件和著陸支腿的制造流程,不僅提高了生產(chǎn)效率,還使材料在復(fù)雜條件下的可修復(fù)性得以大幅提升。相較于傳統(tǒng)工藝,增材制造能夠在損傷檢測(cè)和修復(fù)過程中更加精確和高效,有助于降低火箭的維護(hù)成本。中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)員單位,回收類技術(shù)最新動(dòng)態(tài):
2024年CCE上海展會(huì),在上緯新材展位,我們看到了可回收汽車輕量殼體配件,可回收自行車手把、羽毛球拍、休閑運(yùn)動(dòng)鞋、魚竿等40余件可回收樹脂產(chǎn)品。這也標(biāo)志著上緯新材已經(jīng)實(shí)現(xiàn)可回收樹脂在復(fù)材領(lǐng)域的閉環(huán)制造和商業(yè)化。EzCiclo環(huán)氧樹脂及CleaVER回收技術(shù),解決了90年來熱固復(fù)材無法回收的問題,是具有綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)的全球革命性創(chuàng)新產(chǎn)品。中復(fù)神鷹:申請(qǐng)可重復(fù)成型熱固性樹脂材料專利,提高熱固性樹脂材料的應(yīng)用價(jià)值
國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局信息顯示,中復(fù)神鷹(上海)科技有限公司申請(qǐng)一項(xiàng)名為“一種可重復(fù)成型的熱固性樹脂材料及其制備方法和應(yīng)用”的專利,公開號(hào) CN 118755055 A,申請(qǐng)日期為2024年7月。專利摘要顯示,本申請(qǐng)公開了一種可重復(fù)成型的熱固性樹脂材料及其制備方法和應(yīng)用,涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。該熱固性樹脂材料包括如下重量份的原料:環(huán)氧樹脂50-100重量份;固化劑混合液50-105重量份;酯交換催化劑1-4重量份;固化劑混合液包括酸酐和多元醇,酸酐與多元醇的重量比為7.5-12.5:1。本申請(qǐng)的熱固性樹脂材料兼具傳統(tǒng)熱固性樹脂的機(jī)械強(qiáng)度以及熱塑性樹脂的可重復(fù)成型和可回收性能,提高了熱固性樹脂材料的應(yīng)用價(jià)值,可以實(shí)現(xiàn)資源的再利用。