新的回收技術(shù)

法國Nova Carbon是歐洲財團(tuán)MANIFICA Recycling的一個衍生公司，在JEC World的初創(chuàng)企業(yè)助推器區(qū)域展出。該公司正在從干廢料或解聚的碳纖維增強(qiáng)塑料產(chǎn)品中回收和重新排列碳纖維。回收的碳纖維保留了纖維的長度和性能。接著用再生碳纖維（rCF）生產(chǎn)半成品。該公司的長纖維重新排列技術(shù)已經(jīng)由波爾多大學(xué)開發(fā)并獲得專利。他們開發(fā)的設(shè)備可以生產(chǎn)由rCF制成的連續(xù)預(yù)浸帶。Nova Carbon將繼續(xù)開發(fā)這項技術(shù)，以便大規(guī)模生產(chǎn)rCF半成品。

Nova Carbon展示了來自其合作伙伴MANIFICA的重新排列的rCF干帶和使用該材料制作的原型，包括MANIFICA與法國運動產(chǎn)品創(chuàng)新者迪卡儂合作制作的碳纖維復(fù)合材料鞋底，以及另一個主要合作伙伴Epsilon復(fù)合材料使用重新排列的rCF帶制作的第一個拉擠碳板。

PHYre是一種高品質(zhì)、低環(huán)境足跡的再生碳纖維，由法國Extracthive公司生產(chǎn)。自2016年以來，該公司就著手開發(fā)一種基于創(chuàng)新溶劑分解工藝的復(fù)合材料回收方法，并獲得專利。這項專利工藝可以生產(chǎn)出干凈無損的碳纖維，其模量和斷裂強(qiáng)度與原始碳纖維相同甚至更好。該工藝使用的能源也比熱解少得多，每公斤纖維的碳足跡減少了約4.5公斤二氧化碳。

Extracthive仍在研究使用這種rCF的應(yīng)用。目前，已將回收的完整紡織品，成功在法國賽艇上示范使用。短切rCF纖維已在BMC材料中與環(huán)氧樹脂搭配使用，可用于如x射線臺的醫(yī)療應(yīng)用。目前，回收的纖維長度可以達(dá)到80厘米，如果有一個適當(dāng)大小的反應(yīng)容器，甚至可以回收1-2米的纖維，但下游主要需求長度為3-50毫米的rCF。公司還與一家生產(chǎn)儲氫瓶的公司合作，應(yīng)用該技術(shù)拆解氣瓶并回收了其中的碳纖維。

意大利ReCarbon成立于2022年，該公司提供了回收公司和實際工業(yè)市場之間的關(guān)鍵聯(lián)系，完成了碳纖維回收鏈的“閉環(huán)”。ReCarbon現(xiàn)在生產(chǎn)熱固性（預(yù)浸料）和熱塑性形式的rCF中間產(chǎn)品。其Replate有機(jī)片材寬達(dá)1.3米，長超過2米。與原始玻璃纖維/PP LWRT（輕質(zhì)增強(qiáng)熱塑性塑料）產(chǎn)品相比，他們的rCF材料的硬度提高了4-5倍，這使得車身底部、門板、駕駛室等典型應(yīng)用的重量減輕了45%。

ReCarbon也有一系列使用100% rCF和熱固性環(huán)氧預(yù)浸料的產(chǎn)品，由熱熔浸漬線制成。這些材料可以在120℃的高壓滅菌器下固化1小時。對于特定的模具應(yīng)用，50-70℃的固化溫度也是可能的，而150℃的5分鐘固化用于壓縮成型。ReCarbon還開發(fā)了一種使用切碎rCF的'鍛造'版本，類似于SMC產(chǎn)品，但能夠在高壓滅菌器或壓力機(jī)中分別以6-7 bar和30 bar的壓力進(jìn)行加工，而不是SMC工藝的近100 bar。

此外，ReCarbon還提供Recomb系列復(fù)合三明治產(chǎn)品，使用熱固性和熱塑性rCF蒙皮和芯（蜂窩，泡沫）的不同組合。其中是一個完全熱塑性，熱成型夾芯板由rCF蒙皮和PET泡沫構(gòu)成。

中國恒瑞集團(tuán)為汽車、航空航天、建筑和工業(yè)市場提供先進(jìn)的復(fù)合材料解決方案。除了展示X2 eVTOL飛機(jī)外，HRC還展示了其在再生碳纖維方面的最新發(fā)展，該飛機(jī)為原始設(shè)備制造商小鵬匯天HT Aero(中國廣州)制造了100多個CFRP部件。該公司5萬平方米的主要生產(chǎn)基地位于常熟，距離上海約90分鐘車程。除此之外，該公司最近還增加了一個2萬平方米的航空航天設(shè)施，其中包括一個用于回收碳纖維的熱分解系統(tǒng)，以及一條預(yù)焙料生產(chǎn)線和一條用于rCF的SMC生產(chǎn)線。rCF/PP材料有兩種常見的應(yīng)用。第一個是CFRP汽車車輪的插入件，由預(yù)浸料外殼和背面的rCF SMC制成。第二種是澆注混凝土模板，由切碎的rCF/PP使用壓縮成型制成。這種成型模具可以使用200-300次，而木制模具只能使用兩次。

自1969年以來，意大利Ranger一直參與SMC工具制造，零件成型和工程，2002年加入樹脂傳遞成型（RTM），并于2015年創(chuàng)建復(fù)合材料開發(fā)中心。2023年，該公司推出了由生物樹脂和天然纖維制成的綠色模塑料（GMC）。

Ranger現(xiàn)在提供生物復(fù)合材料創(chuàng)業(yè)加速器，提供從可行性到商業(yè)計劃，從材料到制造和投資者的專業(yè)知識。初創(chuàng)企業(yè)Hikari就是一個例子，它將GMC用于Hedera室內(nèi)園藝系統(tǒng)。

GMC由亞麻纖維浸漬聚酯樹脂制成，其中50%的重量來自可再生資源。傳統(tǒng)BMC/SMC中使用的礦物基填料已被食品加工廢棄物所取代。Hikari已經(jīng)與意大利費拉拉大學(xué)的聚合物和復(fù)合材料部門合作完成了GMC材料的研究，確定在生產(chǎn)過程中，二氧化碳當(dāng)量從傳統(tǒng)SMC/BMC的2243公斤減少到GMC的938公斤，減少幅度約為60%。

韓國Dongnam Realize在JEC World 2022上獲得了初創(chuàng)企業(yè)助推器獎，但今年卻擁有了自己的展位，展示了其纖維素交聯(lián)聚合物（CXP）。CXP顆粒由林業(yè)副產(chǎn)品或植物物質(zhì)制成，據(jù)報道可以與傳統(tǒng)的注射成型和擠出機(jī)一起使用，價格與傳統(tǒng)塑料相似。然而，它是無毒的、無污染的，燃燒后會像木頭一樣燒焦并且可回收。

法國Carbon Axis再次展示了其XCell自動纖維放置（AFP）系統(tǒng)，但今年展示了其新的XPlace2模塊化AFP頭，其板載線軸可以安裝在更大的機(jī)器人上制造更大的零件。這樣的機(jī)頭可以保持其模塊化和靈活性，以便客戶可以選擇不同的線軸配置并根據(jù)他們的應(yīng)用進(jìn)行調(diào)整。新的機(jī)頭將在2023年底作為一個獨立的單元提供，并將集成到正在開發(fā)的新機(jī)器中。

意大利Meccatronica 展示了其E-Form系列伺服電動壓力機(jī)，可提供高質(zhì)量且節(jié)能的復(fù)合材料零件熱成型。作為傳統(tǒng)液壓機(jī)的替代品，E-Form全電動技術(shù)可減少高達(dá)75%的能耗，由于沒有閥門，管道或油處理，減少了維護(hù)成本，使其具有更高的清潔度和精度。成形力范圍從20到100噸，工作溫度高達(dá)220℃。每個板的專用和自主溫度調(diào)節(jié)器是整個系統(tǒng)設(shè)計的一部分，用于高質(zhì)量復(fù)合材料部件的可靠性和可重復(fù)性。

韓國OneJoon生產(chǎn)各種熱加工生產(chǎn)線，包括氧化爐，這是碳纖維生產(chǎn)過程中最大的能源消耗者。在JEC 2023上，OneJoon重點介紹了其新型端到端氣流氧化爐，與傳統(tǒng)的中心到端氣流氧化爐相比，它減少了能源消耗，提高了效率。后者使用中央靜壓室將加熱的空氣從氧化爐堆的中心分配到每一端。典型的3米寬的碳纖維氧化生產(chǎn)線使用三個堆疊的兩個烤箱，其中每個烤箱需要兩個風(fēng)扇和兩個燃?xì)馊紵?電加熱器組。端到端烤箱將這種設(shè)備減半，只需要一個風(fēng)扇和一個燃燒器/電加熱器組。中央全會也被取消，簡化和改善空氣分布。這有助于均勻氧化聚丙烯腈前驅(qū)纖維，這是整體工藝效率和最小化火災(zāi)風(fēng)險的關(guān)鍵。