復(fù)合資料的回收應(yīng)用正在增加
已有人閱讀此文 - -盡管CW對(duì)復(fù)合材料的回收涉及面追朔至十年前,但據(jù)非正規(guī)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示信息,僅有約2%的有關(guān)復(fù)合材料企業(yè)對(duì)回收是較為積極主動(dòng)的。換句話(huà)說(shuō),這三年里,大家針對(duì)回收原材料的全新作用難題有明顯的興趣愛(ài)好并采用了行動(dòng),回收纖維運(yùn)用于具體日常生活獲得了發(fā)展趨勢(shì)。
照片敘述的是ELG碳纖維有限責(zé)任公司將熱裂解回收的碳纖維裝車(chē)到粉粹機(jī)中?
當(dāng)金屬材料經(jīng)銷(xiāo)商向工業(yè)領(lǐng)域吹噓可回收利用時(shí),去除企業(yè)自身付錢(qián)垃圾填埋應(yīng)急處置的事兒不用說(shuō),復(fù)合材料領(lǐng)域遭遇的至關(guān)重要的問(wèn)題是:生產(chǎn)制造廢棄物和損毀構(gòu)件將如何處理?可是,最少有三個(gè)銷(xiāo)售市場(chǎng)早已對(duì)復(fù)合材料回收利用慢慢提升,尤其是碳纖維的回收:(1)歐盟國(guó)家(ELV)命令規(guī)定轎車(chē)或輕形貨車(chē)中應(yīng)用原材料的85%凈重務(wù)必可反復(fù)利用或可回收利用。(2)特別注意的是碳纖維制造成本高,特性好,即便是剁碎的方式,也是一個(gè)有誘惑力的回收總體目標(biāo),這為轎車(chē)回收纖維商品造就銷(xiāo)售市場(chǎng)出示驅(qū)動(dòng)力。(3)全新一代顧客在保護(hù)意識(shí)上獲得提高,即全力支持回收并循環(huán)系統(tǒng)再利用,并找尋具備回收內(nèi)容的產(chǎn)品。
技術(shù)性:不一樣的方式
Polyone Advanced Composites(Englewood,CO,US)高級(jí)技術(shù)工程師,英國(guó)復(fù)合材料生產(chǎn)商研究會(huì)新任回收聯(lián)合會(huì)現(xiàn)任主席(ACMA,Arlington,VA,US)Ed Pilpel表明,鋁和鋼依然是復(fù)合材料競(jìng)爭(zhēng)者,緣故之一是她們的經(jīng)銷(xiāo)商在回收利用層面的長(zhǎng)期性紀(jì)錄有利于減少其總體原材料產(chǎn)品成本。他認(rèn)可說(shuō):“可是這種領(lǐng)域要30-50年才可以做到現(xiàn)階段的回收通過(guò)率,即鋁的回收率上升幅度做到80%。復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展時(shí)間較短,大家有很多時(shí)間去探尋,可是大家務(wù)必深層次到行業(yè)最深處。”
大家資金投入和應(yīng)用個(gè)人或組成幾類(lèi)回收對(duì)策。基本勤奮都集中化在高質(zhì)量碳纖維原材料廢棄物流的回收和再利用,他們一般 來(lái)源于航天航空生產(chǎn)制造,由于雖然在剁碎的方式,也相對(duì)性便于應(yīng)用,而且造成具備基本上未變?nèi)醯奶匦缘母哔|(zhì)量碳纖維。(持續(xù)的纖維還可以回收,會(huì)在下面開(kāi)展探討)
現(xiàn)階段從碳纖維中除去環(huán)氧樹(shù)脂的商業(yè)服務(wù)方式是分解反應(yīng)(熱處理工藝)和有機(jī)溶劑溶解(有機(jī)化學(xué)解決)。盡管分解反應(yīng)必須能源來(lái)燒毀環(huán)氧樹(shù)脂,而且很有可能會(huì)造成 纖維變?yōu)榻固迹纸夥磻?yīng)能僅代表初始碳纖維的反映動(dòng)能的一部分。有信息源說(shuō),有機(jī)溶劑溶解必須比熱處理工藝大量的動(dòng)能,并且它可以修復(fù)纖維和環(huán)氧樹(shù)脂。在這里二種方式中,回收的纖維非常好地遷移到用以注入成形的非織造墊或熱固性顆粒中,而且適用汽車(chē)零件。
要想產(chǎn)生了一個(gè)真實(shí)的“循環(huán)系統(tǒng)”,原材料從損毀商品中回收,并再次用以這種商品的新迭代更新,促使生命期(EOL)干固構(gòu)件的回收更為艱難。分解反應(yīng)和有機(jī)溶劑溶解能夠 運(yùn)用于干固一部分,如一般 用以?shī)A層玻璃纖維構(gòu)件的機(jī)械設(shè)備粉碎;所獲得的玻璃渣和復(fù)合樹(shù)脂能夠 再次作為環(huán)氧樹(shù)脂填充料,點(diǎn)燃用以電力能源(廢物轉(zhuǎn)換為電力能源綠色植物)或在水泥窯中國(guó)共產(chǎn)黨解決。
或是,倆家企業(yè)出示可循環(huán)系統(tǒng)利用的環(huán)氧樹(shù)脂商品,他們能夠 在化學(xué)溶液中開(kāi)展未化學(xué)交聯(lián),進(jìn)而使一些體育用品運(yùn)用中的初始纖維提高物完好無(wú)缺(大量在下面)用以循環(huán)系統(tǒng)回收。并且,一些原材料經(jīng)銷(xiāo)商正在調(diào)查廢棄物和零件的內(nèi)部循環(huán)系統(tǒng)回收利用,防止回收零售商。
企業(yè)和團(tuán)隊(duì)的概述
“三年前,一個(gè)真實(shí)的驅(qū)動(dòng)力將這種原材料資金投入了銷(xiāo)售市場(chǎng)。現(xiàn)如今,我們要應(yīng)對(duì)大量的“抗拉力”,及其我們要對(duì)怎么使用可回收的碳開(kāi)展大量的調(diào)研。ELG碳纖維有限責(zé)任公司(ELG CF,Coseley,West Midlands,UK)法國(guó)金屬材料回收商ELG Haniel(法國(guó)杜伊斯堡)的分公司經(jīng)理Frazer Barnes說(shuō):“大家如今已經(jīng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)他們以考慮特殊的顧客規(guī)定。”ELG CF利用分解反應(yīng)每一年解決超出2000噸廢棄物,包含生產(chǎn)制造廢物和干固構(gòu)件。
Carbon Conversions的市場(chǎng)拓展高級(jí)副總裁Keith Graham在國(guó)外的Carbon Conversions企業(yè)(Lake City,SC,US)選用分解反應(yīng)法,能夠 解決“全部復(fù)合型廢物流”。這包含來(lái)源于每個(gè)銷(xiāo)售市場(chǎng)的正中間物質(zhì),包含干纖維廢棄物(來(lái)源于布料、裝飾設(shè)計(jì)和手工編織)和“濕”未干固的預(yù)浸料和熱擠壓成形廢棄物的化工中間體,也有來(lái)源于商業(yè)服務(wù)航天航空,游戲娛樂(lè)和工業(yè)生產(chǎn)來(lái)源于的干固構(gòu)件。Graham填補(bǔ)說(shuō):“大家早已創(chuàng)建了一個(gè)強(qiáng)勁的業(yè)務(wù)流程,將一切領(lǐng)域的廢物流轉(zhuǎn)換為一種商品。” Hexcel(Stamford,CT,US)近期選購(gòu)了該企業(yè)的小量的股份。該企業(yè)早已取得成功地展現(xiàn)了汽車(chē)零件,包含轎車(chē)OEM的木地板零件。Graham強(qiáng)調(diào),碳轉(zhuǎn)換將變成促進(jìn)復(fù)合材料回收利用的引領(lǐng)者:“大家都在一起,大家必須生產(chǎn)制造出可反復(fù),一致的高品質(zhì)原材料來(lái)發(fā)展趨勢(shì)這一領(lǐng)域。”
CFK Valley Recycling企業(yè)是梅帝邁耶集團(tuán)公司的一部分,是歐州應(yīng)用分解反應(yīng)較大 的復(fù)合材料回收商,并從轎車(chē)、航天航空和終生文體用品中獲得廢物流,該企業(yè)經(jīng)理Tim Rademacker稱(chēng):“因?yàn)橛锰祭w維生產(chǎn)制造的風(fēng)能發(fā)電機(jī)葉子的消耗量日益提升,風(fēng)電企業(yè)的廢物總數(shù)會(huì)大幅度提升。”CFK Valley Recycling在梅帝邁耶的合作方企業(yè)CarboNXT的回收纖維總產(chǎn)量為1,000噸,將回收的纖維生產(chǎn)制造成剁碎和碾磨的商品及其濕式鋪網(wǎng)的面具和潔凈非織布?jí)|。據(jù)Rademacker報(bào)導(dǎo),在新的AMG GTC超級(jí)跑車(chē)上,選用回收再造碳纖維做為聚氨酯材料(PU)保險(xiǎn)杠和前保險(xiǎn)杠的填充料。
Pilpel敘述了ACMA與IACMI(英國(guó)田納西州諾克斯希爾高級(jí)復(fù)合材料生產(chǎn)制造自主創(chuàng)新研究室)攜手并肩的協(xié)作,為銷(xiāo)售市場(chǎng)發(fā)布了新的熱回收解決方法:來(lái)源于CHZ Technologies的商標(biāo)logoThermoolyzer技術(shù)性,是一種廢料電力能源核反應(yīng)堆系統(tǒng)軟件,在法國(guó)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)并最開(kāi)始構(gòu)想用以回收廢料的滌綸毛毯。Pilpel說(shuō):“此項(xiàng)技術(shù)性造就了一種合乎燃?xì)庖?guī)格型號(hào)的環(huán)氧樹(shù)脂沉渣的清潔燃料汽體商品,因?yàn)閮?nèi)嵌清洗器,它不容易造成危害廢氣排放。”O(jiān)C戴夫?哈特曼說(shuō),OC系列產(chǎn)品和風(fēng)力合作方包含Owens Corning等好幾個(gè)復(fù)合材料領(lǐng)域合作方,ACMA和IACMI已經(jīng)評(píng)定法國(guó)的示范點(diǎn)全過(guò)程來(lái)做為第一階段,以證實(shí)該系統(tǒng)軟件并明確擴(kuò)展性。
Adherent Technologies Inc.企業(yè)最少在20年前就開(kāi)始了其回收業(yè)務(wù)流程。公司老總Ron Allred博士研究生和工程項(xiàng)目與自然環(huán)境工程項(xiàng)目經(jīng)理Jan-Michael Gosau挑選了一種濕試有機(jī)化學(xué)全過(guò)程,稱(chēng)之為有機(jī)化學(xué)有機(jī)溶劑,也稱(chēng)之為三級(jí)解決,它應(yīng)用液體遷移液和金屬催化劑融合,低燒和工作壓力回收使用期限早已完畢的構(gòu)件,并回收碳纖維和環(huán)氧樹(shù)脂,而不容易造成空氣中的廢氣排放。回收的環(huán)氧樹(shù)脂能夠 做為然料或別的工業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程的化工品再利用。ATI近期與Damian Cessario有著的投資有限公司DLC Capital協(xié)作,將回收利用技術(shù)性商業(yè)化的。DLC Capital和ATI早已協(xié)作了很多年,如今早已創(chuàng)立了一家復(fù)合材料企業(yè)V Carbon,該企業(yè)將回收碳纖維,隨后將纖維應(yīng)用在該集團(tuán)公司內(nèi)部生產(chǎn)制造零件中。
新入回收?qǐng)F(tuán)隊(duì)的是Vartega,它由技術(shù)工程師Andrew Maxey領(lǐng)導(dǎo)干部,Andrew Maxey對(duì)碳纖維的興趣愛(ài)好來(lái)自于騎單車(chē):“我們?cè)谶@一行業(yè)還歸屬于初學(xué)者,但該行業(yè)已經(jīng)快速發(fā)展趨勢(shì),回收機(jī)遇也會(huì)提升。”Vartega現(xiàn)階段有著半工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)規(guī)模的專(zhuān)利權(quán)和已經(jīng)專(zhuān)利申請(qǐng)的低要有機(jī)溶劑解決方法,該方式是用于從解決由Alchemy Bicycle Co.來(lái)的未干固的預(yù)浸料和拖尾廢棄物。該企業(yè)已經(jīng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一條路面,Vartega最后將向被批準(zhǔn)人出示其生產(chǎn)工藝,她們將在地區(qū)內(nèi)租用模塊化設(shè)計(jì)機(jī)器設(shè)備開(kāi)展內(nèi)部循環(huán)系統(tǒng)回收,因而Maxey說(shuō):“這很消耗!”,現(xiàn)階段,Vartega已經(jīng)與技術(shù)性纖維商品(TFP,Schenectady,NY,US)協(xié)作,將全部纖維轉(zhuǎn)換為無(wú)紡織品墊和面具商品。該企業(yè)早已公布了其回收纖維的數(shù)據(jù)測(cè)試,在其中回收纖維的抗拉強(qiáng)度和應(yīng)變速率與初始纖維相距并不大。
綜合性回收研究中心的CEOBob Larsen說(shuō):“我們都是一個(gè)非盈利的機(jī)構(gòu),大家的重任是鼓勵(lì),發(fā)展和領(lǐng)導(dǎo)干部回收?qǐng)F(tuán)隊(duì)。”Larsen表示,坐落于集中化復(fù)合材料生產(chǎn)制造的地域挨近很多美國(guó)波音公司,CRTC期待促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的再發(fā)展趨勢(shì)并協(xié)助降低安吉利斯港的失業(yè)人數(shù),另外創(chuàng)建回收資源。CRTC將回收碳纖維產(chǎn)品研發(fā)與大批、降低成本的加工過(guò)程緊密結(jié)合。該企業(yè)與半島花園高校及其該院校的綜合性人力資本培訓(xùn)方案一同協(xié)作,塑造將來(lái)職工的培養(yǎng)計(jì)劃發(fā)展趨勢(shì)。從包含Toray Composites有限責(zé)任公司和Tacoma以?xún)?nèi)的合作方企業(yè),CRTC購(gòu)置“貼近高品質(zhì)品質(zhì)”的未干固航空公司預(yù)浸料廢棄物,以為名價(jià)錢(qián)回收,并將其變化為生產(chǎn)制造新的非航天航空商品,比如pickleball槳。它沒(méi)有方案地回收干固復(fù)合材料構(gòu)件,Larsen說(shuō):“大家已經(jīng)利用早已存有的化合物,大家已經(jīng)防止對(duì)原材料提升電力能源和成本費(fèi)的要求,碳纖維早已有著了鋁的動(dòng)能的二倍之上!”
Adesso Advanced Materials和Connora Technologies倆家企業(yè)已經(jīng)從另一方面開(kāi)展回收利用:根據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略合作方關(guān)聯(lián),她們開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了可回收的熱固性樹(shù)脂,其干固后能夠 非常容易地從建筑鋼筋中溶解和除去,進(jìn)而使纖維詳細(xì)再度應(yīng)用。Adesso老總兼CEOBo Li表明,其商標(biāo)logo的Cleavamine密封固化劑和Recycloset環(huán)氧樹(shù)脂使干固一部分的化學(xué)交聯(lián)可以被柔和的酸性溶液(如醋)“裂化”。回收的環(huán)氧樹(shù)脂被中合,熱固性沉淀能夠 在黏合劑或模塑膠中做為增韌劑再度應(yīng)用,Adesso現(xiàn)階段參加了盛益高新科技的可回收印刷線(xiàn)路板(PCBs)等好多個(gè)關(guān)鍵新項(xiàng)目。由Pardus(泰山體育知名品牌,San Mateo,CA,英國(guó))生產(chǎn)制造的碳纖維單車(chē);與蕪湖市奇瑞有限責(zé)任公司的汽車(chē)零部件,與ELG CF協(xié)作;并與佛羅里達(dá)大學(xué)協(xié)作科學(xué)研究可回收風(fēng)速葉子。相近地,Connora Technologies的商標(biāo)logo為Recyclamine商品是環(huán)氧樹(shù)脂膠的環(huán)氧固化劑,一樣促使干固復(fù)合材料中的高聚物化學(xué)交聯(lián)被酸溶解,留有熱固性環(huán)氧樹(shù)脂膠殘余物。最開(kāi)始在復(fù)合型構(gòu)件中應(yīng)用的提高纖維能夠 以其初始方式和構(gòu)造不在毀壞的狀況下回收而無(wú)需剁碎或剁碎。CW早已就Recyclamine在髙壓環(huán)氧樹(shù)脂傳送橡塑制品(HP-RTM)加工工藝中的運(yùn)用在弗勞恩霍夫復(fù)合材料科學(xué)研究新項(xiàng)目管理中心(FPC,紐約,澳大利亞安大略省)和Fraunhofer ICT開(kāi)展了詳細(xì)介紹。研究表明,回收后,回收的提高原材料的特性與初始碳纖維同樣。該企業(yè)已經(jīng)根據(jù)第二階段SBIR新項(xiàng)目再次為汽車(chē)制造業(yè)的HP-RTM工作中。近期Connora Technologies公布與Shred Optics、Future Fins及其冰橇滑雪板等滑雪板生產(chǎn)商創(chuàng)建合作關(guān)系。Shred Optics ConnoraCEORey Banatao博士研究生說(shuō),Niche Snowboards和CAPITA Mothership將滑雪板生產(chǎn)制造廢棄物轉(zhuǎn)換為行動(dòng)健身運(yùn)動(dòng)零配件。
開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)商業(yè)案例
Pilpel說(shuō):“復(fù)合材料的回收工作中是一個(gè)難點(diǎn),包含技術(shù)性、政府部門(mén)、領(lǐng)域團(tuán)隊(duì)、規(guī)范教育等。你務(wù)必從一個(gè)基礎(chǔ)的商業(yè)案例逐漸。”比如,一個(gè)企業(yè)非常簡(jiǎn)單的一步是將其廢物轉(zhuǎn)換為加工廠(chǎng)的電力能源,防止垃圾填埋場(chǎng)解決的成本費(fèi),并填補(bǔ)原料成本費(fèi)的一小部分。假如廢物能夠 轉(zhuǎn)化成新的能用方式售賣(mài),或是內(nèi)部退還給企業(yè)的全過(guò)程,則能夠 得到更高的原材料成本費(fèi)收益,他填補(bǔ)說(shuō):“大家必須尋找可回收原材料的隱藏應(yīng)用程序流程,”他強(qiáng)調(diào),美國(guó)二手車(chē)車(chē)胎回收利用的取得成功,最后發(fā)覺(jué)了車(chē)胎廢棄物的應(yīng)用,進(jìn)而使車(chē)胎已不垃圾填埋。
顯而易見(jiàn),假如汽車(chē)企業(yè)在生產(chǎn)制造車(chē)子中很多選用碳纖維,那麼供貨挑戰(zhàn)也將接踵而來(lái)。高使用價(jià)值回收碳纖維能夠 協(xié)助填補(bǔ)供貨空缺,價(jià)錢(qián)較低。ACMA的回收聯(lián)合會(huì)已經(jīng)與ISRI(英國(guó)多倫多市廢舊紙張回收研究室)及其IACMI聯(lián)合開(kāi)發(fā)具備靠譜貨運(yùn)物流的回收利用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),并制訂回收纖維的規(guī)范。Pilpel說(shuō),掩藏著的難題是被回收的夾層玻璃纖維構(gòu)件的總數(shù)大量,而且應(yīng)當(dāng)被循環(huán)系統(tǒng)利用,可是夾層玻璃的使用價(jià)值很低,使它更解決不了。
Maxey說(shuō),“由于復(fù)合材料是繁雜的構(gòu)造,并沒(méi)有妙方。可是大家正走在探尋這條路面上,及其慢慢得到到各業(yè)內(nèi)的認(rèn)同。回收基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已經(jīng)提高,這是一個(gè)振奮人心的時(shí)刻”。ELG CF的Barnes填補(bǔ)說(shuō)“我覺(jué)得復(fù)合材料的回收到2019年?duì)顩r會(huì)越變?cè)胶茫瑥?fù)合材料商將逐漸見(jiàn)到真實(shí)的成交量指標(biāo)。”
來(lái)源于:原材料科技在線(xiàn)