CWPC2018主旨發言：SAMPE中國“復合材料回收再利用專業委員會”秘書長楊斌——《纖維增強熱固性樹脂基復合材料的循環利用》

 

　　SAMPE中國“復合材料回收再利用專業委員會”秘書長楊斌做主旨發言：
 

　　一、概述

 

　　首先講一下全球復合材料的市場，是870萬噸。其實根據GAC的報告是1130萬噸，中國占全球24%。

 

　　二、碳纖維復合材料回收和利用

 

　　所有的樹脂基體中90%以上是以熱固性樹脂為主，這就面臨再回收了利用的問題。這是歐洲的復材，每年會有30萬噸的廢料產生。  我對我國的廢料做過統計，到2015年我國復材的產量是2980萬噸，到2015年壽命到期的報廢量在160萬噸，邊角廢料總共有173萬噸，所以加起來是330萬噸。如果330萬噸準備花十年進行回收，每年要回收處理33萬噸。

 

　　一邊要把以前存量的33萬噸處理，還有每年新增的量，壽命到期的復材產品越來越多，這是國內行業的統計值，因為壽命到期產品會有50萬噸，邊角廢料會有17萬噸，所以每年新增67萬噸，把剛才的33萬噸加起來，其實現在我們每年要處理報廢的復合材料是100萬噸，因為復合材料在不斷的增長，廢料也隨之增加，而且前期壽命到期的產品逐漸爭奪。所以，預計像2015年或2030年每年回收量是250萬噸。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，對于玻璃纖維增強復合材料來說到期也占了很大部分，下面我們會看看碳纖維復材。

 

　　各國對復合材料越來越重視，美國、日本、中國對回收都有專門相關的法律規定，看看碳纖維，碳纖維的數量比較清楚，全球用了7.9萬噸碳纖維，保費量是2.4萬噸。2016年保費了多少？是3734噸，我們50%是用在體育休閑用品，這個保費率很低，按照這個做了統計。碳纖維復材的廢料主要其中在邊角廢料為主，壽命到期產品的廢料還沒有開始或者說量非常少，剛才指的這些值主要是指生產過程中的報廢邊角料。

 

　　對碳纖維回收再利用國家有專門的政策進行支持，后面四個可以看出這是最近一年內國家頒布的產業政策，特別提到對碳纖維復材新品種廢棄物要進行回收再利用。所以相比之下，碳纖維回收本身經濟性就很好，回收回來的碳纖維價值很高，另外政策上又特別得到重視。全球而言，國外國內碳纖維回收都得到重視。

 

　　長期以來碳纖維也都是被埋掉，有57%，少量是粉碎、添加，現在主要有前途的技術是分離技術，把樹脂和碳纖維分離，這時候碳纖維作為比較高性能的增強材料進行重新再利用，樹脂作為能量力量和化學燃料。分離技術是加熱和溶解。

 

　　我把各種技術進行了比較，其中每種方法都有自己的優缺點，但工業上有兩個重要的指標，看有沒有工業化前景。一是回收成本低，二是再生碳纖維的性能高，現在裂解技術是唯一可行的工業化技術。無氧的裂解技術已經實現工業化回收，目前有三個公司進行了，中試線有三條，叫大也是用裂解技術。回收回來的碳纖維樹脂主要是作為燃油和燃氣，燃油燃氣提供的熱量可以自己供熱給前面的熱解過程，得到的碳纖維性能比較就可以得到90%以上。整個過程中，看看再生碳纖維的能源強度比新的碳纖維強很多，減少83%，溫室氣體排放量也大大減少。

 

　　再生碳纖維裂解出來主要像頭發一樣，怎么用呢？分三種形態：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熱導電的材料，這是國際上開發的碳纖維應用例，現在買寶馬7系這個零部件就是碳纖維。

 

　　三、玻璃纖維復合材料回收再利用

 

　　玻璃纖維回收和利用也是四種方式：機械回收、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同處理，日本主要是用這樣的方法，國內比較大的企業是用這種方法。熱解是有機物回收非常好的技術，剛才碳纖維熱解，嚴格稱之為裂解，像橡膠的回收等等都是采用這種技術，主要是把有機物作為燃料利用。溶解在實驗室里做得比較多，真的工業上有很多問題。機械回收就是粉碎之后各種產物的形態。國內也有機械回收，這次會議上有兩三家企業也會提到他們現在正在做回收。國內也有一家做熱解回收。

 

　　總結一下風電葉片的循環利用的例子，其實到目前為止并沒有采用裂解、熱解，主要還是以粉碎添加為主，比如說這是美國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，它直接把風電鋸下來之后做成公園里的座椅或者裝飾物，其實量不是很大，大概兩三千噸，總共在回收利用不到全球生產總量的1%。

 

　　四、發展思考

 

　　1、政策制度。現在我們行業越來越重視環保回收，但大家在廢棄物回收利用方面國家沒有相應的指標。

 

　　2、標準。有些企業說回收做成標準品，但標準如何建立以及認可的問題。

 

　　3、技術。我們高校主要是做技術，技術主要是上下游結合做聯合開發。我們在做碳纖維復材回收的時候，結合后面要用的汽車和主機廠進行聯合開發，花一年時間做成頂蓋模型原件做出來，這可能是比較推進回收再利用的方法。

 

　　碳纖維的抽油桿進行碳纖維回收，然后做成頭油干的扶正器，幾個企業聯合開發，用戶也參與其中，這件事情也推進得很快。其實行業里越來越重視回收再利用，去年12月份我們成立了復合材料回收再利用專委會，這是首批的36家成員，后面陸陸續續將近十個單位加入，當初是以碳纖維行業的上下游企業為主，后面加入的單位是玻璃纖維材料，當時成立大會邀請了杜院士以及合成樹脂協會。我們成立了以后，歡迎各位感興趣的企業繼續加入，主要是解決和探討復材回收和利用的問題。

 

　　大家可以在網上找這個案例，歐洲為了處理廢舊葉片的回收再利用專門做了四年項目，去年開始企業，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，從各個環節開始設計，起到了比較好的再利用。