CWPC2018主旨發(fā)言：SAMPE中國(guó)“復(fù)合材料回收再利用專業(yè)委員會(huì)”秘書(shū)長(zhǎng)楊斌——《纖維增強(qiáng)熱固性樹(shù)脂基復(fù)合材料的循環(huán)利用》

 

　　SAMPE中國(guó)“復(fù)合材料回收再利用專業(yè)委員會(huì)”秘書(shū)長(zhǎng)楊斌做主旨發(fā)言：
 

　　一、概述

 

　　首先講一下全球復(fù)合材料的市場(chǎng)，是870萬(wàn)噸。其實(shí)根據(jù)GAC的報(bào)告是1130萬(wàn)噸，中國(guó)占全球24%。

 

　　二、碳纖維復(fù)合材料回收和利用

 

　　所有的樹(shù)脂基體中90%以上是以熱固性樹(shù)脂為主，這就面臨再回收了利用的問(wèn)題。這是歐洲的復(fù)材，每年會(huì)有30萬(wàn)噸的廢料產(chǎn)生。  我對(duì)我國(guó)的廢料做過(guò)統(tǒng)計(jì)，到2015年我國(guó)復(fù)材的產(chǎn)量是2980萬(wàn)噸，到2015年壽命到期的報(bào)廢量在160萬(wàn)噸，邊角廢料總共有173萬(wàn)噸，所以加起來(lái)是330萬(wàn)噸。如果330萬(wàn)噸準(zhǔn)備花十年進(jìn)行回收，每年要回收處理33萬(wàn)噸。

 

　　一邊要把以前存量的33萬(wàn)噸處理，還有每年新增的量，壽命到期的復(fù)材產(chǎn)品越來(lái)越多，這是國(guó)內(nèi)行業(yè)的統(tǒng)計(jì)值，因?yàn)閴勖狡诋a(chǎn)品會(huì)有50萬(wàn)噸，邊角廢料會(huì)有17萬(wàn)噸，所以每年新增67萬(wàn)噸，把剛才的33萬(wàn)噸加起來(lái)，其實(shí)現(xiàn)在我們每年要處理報(bào)廢的復(fù)合材料是100萬(wàn)噸，因?yàn)閺?fù)合材料在不斷的增長(zhǎng)，廢料也隨之增加，而且前期壽命到期的產(chǎn)品逐漸爭(zhēng)奪。所以，預(yù)計(jì)像2015年或2030年每年回收量是250萬(wàn)噸。這是包括了玻璃纖維和碳纖維，除了邊角料還有壽命到期的，對(duì)于玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料來(lái)說(shuō)到期也占了很大部分，下面我們會(huì)看看碳纖維復(fù)材。

 

　　各國(guó)對(duì)復(fù)合材料越來(lái)越重視，美國(guó)、日本、中國(guó)對(duì)回收都有專門(mén)相關(guān)的法律規(guī)定，看看碳纖維，碳纖維的數(shù)量比較清楚，全球用了7.9萬(wàn)噸碳纖維，保費(fèi)量是2.4萬(wàn)噸。2016年保費(fèi)了多少？是3734噸，我們50%是用在體育休閑用品，這個(gè)保費(fèi)率很低，按照這個(gè)做了統(tǒng)計(jì)。碳纖維復(fù)材的廢料主要其中在邊角廢料為主，壽命到期產(chǎn)品的廢料還沒(méi)有開(kāi)始或者說(shuō)量非常少，剛才指的這些值主要是指生產(chǎn)過(guò)程中的報(bào)廢邊角料。

 

　　對(duì)碳纖維回收再利用國(guó)家有專門(mén)的政策進(jìn)行支持，后面四個(gè)可以看出這是最近一年內(nèi)國(guó)家頒布的產(chǎn)業(yè)政策，特別提到對(duì)碳纖維復(fù)材新品種廢棄物要進(jìn)行回收再利用。所以相比之下，碳纖維回收本身經(jīng)濟(jì)性就很好，回收回來(lái)的碳纖維價(jià)值很高，另外政策上又特別得到重視。全球而言，國(guó)外國(guó)內(nèi)碳纖維回收都得到重視。

 

　　長(zhǎng)期以來(lái)碳纖維也都是被埋掉，有57%，少量是粉碎、添加，現(xiàn)在主要有前途的技術(shù)是分離技術(shù)，把樹(shù)脂和碳纖維分離，這時(shí)候碳纖維作為比較高性能的增強(qiáng)材料進(jìn)行重新再利用，樹(shù)脂作為能量力量和化學(xué)燃料。分離技術(shù)是加熱和溶解。

 

　　我把各種技術(shù)進(jìn)行了比較，其中每種方法都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，但工業(yè)上有兩個(gè)重要的指標(biāo)，看有沒(méi)有工業(yè)化前景。一是回收成本低，二是再生碳纖維的性能高，現(xiàn)在裂解技術(shù)是唯一可行的工業(yè)化技術(shù)。無(wú)氧的裂解技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化回收，目前有三個(gè)公司進(jìn)行了，中試線有三條，叫大也是用裂解技術(shù)。回收回來(lái)的碳纖維樹(shù)脂主要是作為燃油和燃?xì)猓加腿細(xì)馓峁┑臒崃靠梢宰约汗峤o前面的熱解過(guò)程，得到的碳纖維性能比較就可以得到90%以上。整個(gè)過(guò)程中，看看再生碳纖維的能源強(qiáng)度比新的碳纖維強(qiáng)很多，減少83%，溫室氣體排放量也大大減少。

 

　　再生碳纖維裂解出來(lái)主要像頭發(fā)一樣，怎么用呢？分三種形態(tài)：一是主要是把奪成碳纖維氈；二是短切碳纖維；三是碳纖維粉。碳纖維氈本身就是很好的導(dǎo)熱導(dǎo)電的材料，這是國(guó)際上開(kāi)發(fā)的碳纖維應(yīng)用例，現(xiàn)在買寶馬7系這個(gè)零部件就是碳纖維。

 

　　三、玻璃纖維復(fù)合材料回收再利用

 

　　玻璃纖維回收和利用也是四種方式：機(jī)械回收、能量回收、熱解回收和溶解回收。

 

　　能量回收主要是利用水泥窯協(xié)同處理，日本主要是用這樣的方法，國(guó)內(nèi)比較大的企業(yè)是用這種方法。熱解是有機(jī)物回收非常好的技術(shù)，剛才碳纖維熱解，嚴(yán)格稱之為裂解，像橡膠的回收等等都是采用這種技術(shù)，主要是把有機(jī)物作為燃料利用。溶解在實(shí)驗(yàn)室里做得比較多，真的工業(yè)上有很多問(wèn)題。機(jī)械回收就是粉碎之后各種產(chǎn)物的形態(tài)。國(guó)內(nèi)也有機(jī)械回收，這次會(huì)議上有兩三家企業(yè)也會(huì)提到他們現(xiàn)在正在做回收。國(guó)內(nèi)也有一家做熱解回收。

 

　　總結(jié)一下風(fēng)電葉片的循環(huán)利用的例子，其實(shí)到目前為止并沒(méi)有采用裂解、熱解，主要還是以粉碎添加為主，比如說(shuō)這是美國(guó)GFSI的公司，它把碳纖維粉碎切割之后作為材料。這家公司是做成木塑，或者回收做成管道，只要3000多一噸，回收之后可以做成公園里的柵欄。

 

　　這是水泥窯，它直接把風(fēng)電鋸下來(lái)之后做成公園里的座椅或者裝飾物，其實(shí)量不是很大，大概兩三千噸，總共在回收利用不到全球生產(chǎn)總量的1%。

 

　　四、發(fā)展思考

 

　　1、政策制度。現(xiàn)在我們行業(yè)越來(lái)越重視環(huán)保回收，但大家在廢棄物回收利用方面國(guó)家沒(méi)有相應(yīng)的指標(biāo)。

 

　　2、標(biāo)準(zhǔn)。有些企業(yè)說(shuō)回收做成標(biāo)準(zhǔn)品，但標(biāo)準(zhǔn)如何建立以及認(rèn)可的問(wèn)題。

 

　　3、技術(shù)。我們高校主要是做技術(shù)，技術(shù)主要是上下游結(jié)合做聯(lián)合開(kāi)發(fā)。我們?cè)谧鎏祭w維復(fù)材回收的時(shí)候，結(jié)合后面要用的汽車和主機(jī)廠進(jìn)行聯(lián)合開(kāi)發(fā)，花一年時(shí)間做成頂蓋模型原件做出來(lái)，這可能是比較推進(jìn)回收再利用的方法。

 

　　碳纖維的抽油桿進(jìn)行碳纖維回收，然后做成頭油干的扶正器，幾個(gè)企業(yè)聯(lián)合開(kāi)發(fā)，用戶也參與其中，這件事情也推進(jìn)得很快。其實(shí)行業(yè)里越來(lái)越重視回收再利用，去年12月份我們成立了復(fù)合材料回收再利用專委會(huì)，這是首批的36家成員，后面陸陸續(xù)續(xù)將近十個(gè)單位加入，當(dāng)初是以碳纖維行業(yè)的上下游企業(yè)為主，后面加入的單位是玻璃纖維材料，當(dāng)時(shí)成立大會(huì)邀請(qǐng)了杜院士以及合成樹(shù)脂協(xié)會(huì)。我們成立了以后，歡迎各位感興趣的企業(yè)繼續(xù)加入，主要是解決和探討復(fù)材回收和利用的問(wèn)題。

 

　　大家可以在網(wǎng)上找這個(gè)案例，歐洲為了處理廢舊葉片的回收再利用專門(mén)做了四年項(xiàng)目，去年開(kāi)始企業(yè)，他們希望探索在汽車、家具上等回收再利用，他們不僅是制造，從各個(gè)環(huán)節(jié)開(kāi)始設(shè)計(jì)，起到了比較好的再利用。