前言

碳纖維被業界譽為“材料之王”“黑色黃金”。它具有重量輕、強度高和耐腐蝕等特點，被廣泛應用于航空、航天、能源、交通、風電葉片、建筑橋梁、軍用裝備等領域，是國防軍工和民用生產生活的重要材料。

碳纖維復合材料

近年來，隨著碳纖維產業進入快速發展期，碳纖維復合材料應用量不斷增加，生產過程中產生的廢料也越來越多。業內專家指出，碳纖維產業鏈的各個環節都會產生廢棄物，僅生產制造過程中的報廢率就高達30%～50%。而且CFRP很難修理，即使一部分損壞也會被廢棄。由于碳纖維復合材料在自然條件下不能降解，大量的廢品和廢料只能進行填埋。據統計，僅2018年全球碳纖維使用量就達到9.26萬噸，其中，報廢量為3.03萬噸。這樣不僅會對環境造成污染，也是對資源的極大浪費。

廢棄的CFRP

常溫CFRP分解回收技術

研究團隊開發了一種在低溫下可簡單分解CFRP的技術。在溶液中浸泡CFRP的話，短時間就可以將碳纖維與樹脂分離，同時可以將樹脂原料回收再利用。這項將難以處理的CFRP再次返回到原料，并能全部循環再利用的技術可以說是一項革命性的新技術。這項技術的啟發來自于人體內發生的氧化還原反應的結構。

CFRP強大的原因在于碳纖維和塑料的組合。碳纖維不容易斷，很結實，但是很容易彎曲。如果用樹脂將碳纖維粘合，就會成為兼具輕量和強度的優秀材料，實現驚人的強度的碳纖維和塑料的強有力的結合，但相反，這也是循環再利用大的障礙。

CFRP使用的熱固性塑料，一旦凝固，分解非常困難，只能通過長時間燃燒或填埋處理。之前有使用可以破壞CFRP內S-S鍵的藥劑巰基乙醇進行回收，但是藥劑毒性太強，既不安全也不環保。

研發團隊把目光轉向了一種天然生物材料，將該生物材料用水溶解后，再加入有機溶劑，將CFRP放入其中，常溫下攪拌數小時后，CFRP中的樹脂被溶解到液相中。其原理是利用了生物結構材料的性質，將CFRP中S-S鍵進行了重組，替換掉樹脂中的S-S鍵，分解后的樹脂溶解在有機溶劑中。

通過替換掉CFRP中的S-S鍵實現分解

將CFRP浸漬在溶劑中→攪拌后3小時→樹脂完全溶解，碳纖維被完全分離出來→CFRP分解后的溶液

結束語

在不使用有害制劑的情況下，只需在溶液中加入生物材料就可以分解堅固的CFRP并進行再利用的這一技術，有望成為節能、環保時代CFRP普及的關鍵所在。

文章來源：材料委天津院

免責聲明：中國復合材料學會微信公眾號發布的文章，僅用于復合材料專業知識和市場資訊的交流與分享，不用于任何商業目的。任何個人或組織若對文章版權或其內容的真實性、準確性存有疑義，請第一時間聯系我們。我們將及時進行處理。

原標題：《【復材資訊】碳纖維復合材料（CFRP）的綠色回收利用》