碳纤维可以回收吗？

在飞机和汽车中使用碳纤维部件的主要好处之一是碳纤维的重量轻，使这些车辆更省油。整体重量更轻，移动它们所需的能量更少，因此将它们送到目的地所需的燃料也更少。

虽然碳纤维部件经久耐用且抗拉强度高，但它们最终会磨损并需要更换。此外，生产碳纤维零件确实会产生碳纤维废料。由于碳纤维的生产成本高昂，是否可以回收报废部件和生产废料？

继续阅读以了解我们如何再利用和回收碳纤维废料。

回收碳纤维的挑战

碳纤维非常耐用，但回收它并不像看起来那么容易。在零件生产过程中产生碳纤维废料的过程可能会使纤维受损。然而，估计有 30% 的碳纤维在生产过程中最终会变成废物，因此找到回收和再利用这些废物的方法对于使碳纤维更具可持续性和价格可承受性非常重要。

此外，对于报废零件，锁定在树脂内的碳纤维需要一个过程来去除树脂并提取纤维。通常，这些过程使用刺激性化学品来溶解树脂或使用高温将其熔化，这需要大量能量。当纤维被回收利用时，去除的树脂就是废物。

回收碳纤维的发展围绕减少在该过程中花费的时间和精力。最常见的是，使用以下两种工艺之一从报废部件中回收碳纤维：

溶剂分解也是一种用于未固化的预浸料废料或碳纤维的方法，该碳纤维与热固性聚合物基质编织而成，不需要额外的树脂进行固化。溶剂分解将未固化的聚合物溶解掉，纤维可以重复使用。

热解的麻烦在于树脂被浪费并且需要大量能量来执行。此外，热解和溶剂解都以批量过程开始，该过程在小批量生产后完成。批量回收总比不回收好；然而，批处理过程通常比内联过程成本更高。这是可以在常规生产过程中进行的回收，既省时又划算。

溶剂分解是内联碳纤维回收的主要候选者，开发具有回收能力的树脂也为回收树脂提供了机会。一些公司正在开发可重复使用的树脂，因此树脂的单体溶液实际上可以将固化的树脂溶解回液态、可再固化的状态。

虽然再生碳纤维的完整性没有受到影响，但再生纤维往往比原生纤维蓬松且密度小，因此很难将它们“重新编织”成我们习惯的碳纤维片材。

再生纤维可以变成致密的颗粒，这在碳纤维的注塑成型中很常见。碳纤维颗粒的注塑成型已经用原生纤维完成，但使用再生纤维可以以更低的成本以环保的方式生产相同的最终产品。

3D 打印长丝也可以利用 rCF。虽然不是完整的碳纤维长丝，但回收纤维可以与传统的 ABS 长丝混合以增强最终产品。

机织碳纤维面料时尚抢眼，但再生纤维无法重新编织。这并不意味着它们不能用于制造碳纤维织物。 rCF 织物不如机织纤维光滑，但它们仍可用于目前使用原生机织纤维的工艺。纤维仍然可以对齐强度和不同方向排列，以适应项目的需要。

碳纤维断裂时似乎难以修复。与金属不同，它不能简单地重新焊接在一起。然而，碳纤维是可修复的。航空航天工业定期维修碳纤维部件，带有碳纤维部件的汽车和卡车在发生事故后可以修复，只要损坏不视为车辆完全损失即可。

碳纤维维修确实需要专业知识，因此不建议对碳纤维汽车零件、自行车车架或其他需要自重的消费品进行 DIY 维修。然而，在可能的情况下修理碳纤维部件可以延长产品的使用寿命，并且比更换它便宜。

开发回收和修复碳纤维的工艺对于碳纤维废物的可持续性和减少非常重要。正确回收和再利用碳纤维不会影响其强度，使其在某些情况下可以代替原始纤维使用。

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