再生碳纤维步入“黄金时代”，国企获全球首次GRS认证，欧盟积极开发新项目

 随着全球碳纤维行业的高速发展，碳纤维被广泛应用。随着碳纤维产品的不断应用，碳纤维废料和报废碳纤维产品越来越多，碳纤维回收和再利用价值越来越大。


碳纤维


碳纤维(Carbon Fiber，CF)指含碳量在90%以上的高强度高模量纤维，碳纤维具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性，密度比铝低，强度比钢高，是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维，在航空航天、风电叶片、体育休闲、压力容器、碳/碳复合材料、交通建设等领域广泛应用。


欧美日占主导，中国发展较落后


碳纤维的回收研究始于21世纪初，日本早在2006年就开始开发碳纤维再生技术。目前，全球再生碳纤维企业主要集中在欧美日等国家和地区，主要企业有英国ELG、日本回收碳纤维公司、美国MIT-RCF公司、美国Carbon Conversions等。其中，英国ELG公司技术实力较强，其生产的再生碳纤维成本比工业级的原生碳纤维大约低40%。目前中国碳纤维市场规模已超70亿元，但是中国碳纤维市场依赖进口，再生碳纤维技术较落后，大多处于研发阶段。


再生碳纤维


再生碳纤维(Recycled Carbon Fiber，RCF)指将碳纤维生产废料及报废或者达不到使用要求的碳纤维产品进行回收，通过回收利用技术再次生产的碳纤维。碳纤维工艺复杂、生产成本高，随着碳纤维产品的不断应用，碳纤维废料和报废碳纤维产品越来越多，碳纤维回收和再利用价值越来越大。新思界产业研究中心发布的《2022-2027年中国再生碳纤维行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，2021年，全球再生碳纤维市场规模近7亿元。


再生碳纤维价值巨大


碳纤维复合材料生产过程中有30%-50%的废料，2019年全球碳纤维需求量已超10万吨，每年全球碳纤维产生的废料超过3万吨。另外，随着全球碳纤维产品保有量的快速增加，全球每年有大量的碳纤维产品报废或失去使用价值。目前每吨碳纤维价格超过10万元，每年碳纤维废料价值已超30亿元，报废或失去使用价值的碳纤维回收价值也不菲，如果碳纤维废料及报废零部件得不到有效回收，将造成巨大经济损失。


国内：上纬获得GRS再生碳纤维认证


上纬主要生产环保耐蚀树脂、风电叶片树脂和碳纤维复合材料，是亚洲目前最大风电叶片材料生产厂


特种化学品公司宣布，通过简单的降解过程，从该公司的循环回收材料 EzCiclo 制成的复合材料中获得了全球回收标准 (GRS) 认证的回收纤维。Swancor声称这是世界上第一个获得GRS认证的100%再生碳纤维。


GRS是基于循环经济理念的全球回收标准。要获得GRS认证，产品必须含有至少20%的再生纤维并且100%不含污染物。目标是打造真正可持续的产品，实现零废物和零排放。


这些成果体现了上纬股份在创新产品和新技术方面的研发能力，增强了可持续循环经济的可行性。它为客户提供可靠的产品声明和可追溯性，并满足适用于各个行业的环境和社会责任要求。


EzCiclo是一种可回收、可重复使用的热固性环氧树脂。通过建立热固性材料回收利用的商业模式和价值链，为践行绿色循环经济提供了解决方案。例如，Swancor于2022年7月宣布与西门子歌美飒合作 ，利用该技术开发可回收风力叶片。


国外:欧盟新项目FOREST——开发再生碳纤维


14个合作伙伴正在开发生物基聚合物、添加剂和再生碳纤维，以创造具有竞争力的多功能生物复合材料解决方案。


Aimplas塑料技术中心（西班牙巴伦西亚）负责协调FOREST项目，该项目是由欧盟资助的新研究项目，旨在研究先进的生物基轻质材料或再生材料，以促进航空航天和汽车行业的去碳化。该项目联盟由来自 8 个不同国家的 14 个合作伙伴组成，致力于开发创新的生物基聚合物、添加剂和再生碳纤维，以实现可持续和安全的运输应用。FOREST 致力于在这些轻质产品中使用 50% 以上的可持续材料。


FOREST 项目将持续到 2026 年 5 月，完全符合欧盟 2030 年气候和能源挑战。FOREST 项目旨在通过提供由碳纤维增强塑料制成的轻型部件来减轻汽车的结构重量。这样，由于开发了新型轻质多功能生物复合材料作为传统复合材料的竞争性替代品，同样的行驶距离所需的燃料和能源消耗将更少。这些候选生物复合材料将采用一次性制造技术，包括热压罐工艺（OoA），以制造和测试具有更好多功能特性（机械阻力、阻燃性、电磁干扰屏蔽）的原型，用于运输应用。此外，还将开发基于高生物基含量的聚合物和添加剂的新化学物质，以减少对化石来源的依赖。


此外，FOREST 还将重点研究100%回收碳纤维废料的有效方法，以开发用于有价值运输应用的高质量半成品材料。该联盟还将研究多功能特性对生物复合材料的影响。


FOREST项目由欧盟地平线欧洲研究与创新计划资助。来自西班牙、法国、德国、土耳其、意大利、波兰、捷克共和国和英国的合作伙伴正在通力合作，为实现交通脱碳铺平道路。合作伙伴包括 Aimplas、Arkema、BASF、Clariant、Fraunhofer、IRT Jules Verne、MBHA、梅赛德斯奔驰、空中客车大西洋复合材料公司、CRF、Angaz Tech、Fenix TNT、Bitrez 和 Gen2 Carbon。


文章来源： 新思界网，集微网，碳材料大会，CompositesWorld