碳纤维
 

    从汽车前后盖板到电子产品外壳，轻质高强的碳纤维复合材料日渐流行；然而当这些消费品旧了坏了，身上覆盖的黑色新材料却难以消解，更何谈二次利用。但上海交大18日宣布，经过5年来的前瞻攻关，成功开发出拥有完全自主知识产权的碳纤维复合材料废弃物低成本回收技术和装备，达到具有国际水平的规模化生产能力，填补了国内这一领域空白。

    从飞机、汽车、自行车到赛艇，从球拍、钓竿、登山杖到船桨，由碳纤维制成的热固性树脂基复合材料，即碳纤维复合材料，被喻为当今世界的“新材料之王”.它们只有头发丝十分之一细，强度却是钢的十倍。正是由于其耐高温高压、不溶又不熔的“金钟罩”特性，也极难进行回收。预测至2020年，全球废弃的碳纤维复合材料制品可达5万吨，其中碳纤维成分2.5万吨以上，按平均价格200元/千克计算，价值约合人民币50亿元。其力学强度和电、磁、热性能，几乎与原有碳纤维相当，可用来重新制备高性能复合材料。若通过掩埋或焚烧方法处理，既污染环境，又浪费资源。

    为打通“黑科技”的这道瓶颈，上海交大学化学化工学院王新灵教授团队得到市发改委“上海交大大型民机创新工程”项目资助，由杨斌副教授负责研发规模化新型裂解回收技术，目前实现了碳纤维复合材料废弃物的年处理能力超过200吨。据了解，全球仅德国、日本和美国的3家公司拥有回收处理碳纤维复合材料废弃物的产业化技术。与国际相比，交大回收技术在废弃物处理前可保留其大尺寸，免除废弃物切割、粉碎工序，更重要的是保持了再生碳纤维的足够长度，提高了再利用价值。杨斌告诉记者，这套技术路径只需花费原先1/3的能耗，就可重新实现原材料90%的高性能。

    先进复合材料领域著名专家杜善义院士表示，这是对碳纤维复合材料应用领域做出的突破性贡献，涉及产业发展可持续性的战略问题。据悉，经上海交大研发，航空航天复合材料废弃物不能填埋、在仓库中大量堆积无法消化的问题现已成功解决。未来，这项技术将为汽车轻量化、低碳化发展提供共性技术保障和环保合规依据，为绿色制造、循环经济打下基础。

    延伸阅读

     碳纤维（carbon fiber,简称CF），是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”,质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。

    碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。

    应用领域：复合材料，土木建筑，航空航天，汽车材料，纤维加固，体育用品。

责任编辑：班英飞

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