5.5 汽車復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件全套解決方案的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動

復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件與傳統(tǒng)金屬件相比可以節(jié)省高達(dá)50% 的重量，但是要想達(dá)到這樣的減重效果，同時還要維持成本和性能不變，需要進(jìn)行大量的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動優(yōu)。汽車結(jié)構(gòu)件復(fù)合材料化，不是簡單地“以塑代剛”，而是根據(jù)結(jié)構(gòu)件的功能和性能，集約復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的設(shè)計、成型原料及成型工藝、壽命周期、后處理、回收利用等各個環(huán)節(jié)，全套方案解決，最終實現(xiàn)“以塑勝鋼”，綠色成型驅(qū)動汽車綠色化革命。

汽車復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件取代金屬材料結(jié)構(gòu)件，兩種材料的性能不同，所以并不是簡單的替代，只由對原金屬材料結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，根據(jù)復(fù)合材料及其所能達(dá)到的最優(yōu)的性能，進(jìn)行結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及成型工藝的創(chuàng)新，才能實現(xiàn)優(yōu)于金屬結(jié)構(gòu)件的性能，顯示出復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的科學(xué)發(fā)展的優(yōu)勢。

復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件成型應(yīng)用何種工藝，從材料成本、工裝模具成本、尺寸穩(wěn)定性、可回收性、加工時間以及表面光潔度等方面而定。

日產(chǎn)2014 款Rogue 車型提升式后車門為整體式玻璃纖維復(fù)合材料注塑件，從車門設(shè)計、制造等各方面，全方位研發(fā)解決方案。玻璃纖維復(fù)合材料車門與傳統(tǒng)沖壓鋼車門相比重量減輕了30%，外面板的原材料成本與SMC 材料相比減少了35%。

車門成型工藝設(shè)計。考慮到熱塑性注塑工藝在周期時間、可回收性、表面光潔度以及成本等方面的優(yōu)勢，以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)和年產(chǎn)量超過13萬臺的因數(shù)，采用免噴涂注塑工藝，生產(chǎn)復(fù)合材料后車門。

復(fù)合材料選用。在不犧牲強度和性能的情況下，減薄車門壁厚，提升車門的強度和硬度，提高車門的安全性能，采用材料供應(yīng)商LyondellBasell 公司的高流動性、高強度的熱塑性30%長玻璃纖維增強聚丙烯（PP-GF30）。這種材料不僅可以進(jìn)一步減輕部件的重量，還可以縮短成型周期，提升了注塑成型的效率。

車門蠕變性能設(shè)計。復(fù)合材料件蠕變是不可避免的，如何使復(fù)合材料車門在壽命周期內(nèi)，蠕變不影響應(yīng)用，是設(shè)計中必須研究的課題。日產(chǎn)在車門設(shè)計中根據(jù)復(fù)合材料的蠕變動態(tài)參數(shù)，經(jīng)過定量分析計算出隨著時間推移整個蠕變的量，在設(shè)計和制造之時就除去蠕變的量，使剛生產(chǎn)出來的面板比長期蠕變后的面板小，隨著時間的推移，面板就會蠕變成為正常的外形尺寸和造型，使車門、保險杠面板和鋼制車身面板之間的間隙保持在正常的水平?？紤]到全塑化車門的縱向和扭轉(zhuǎn)剛度的減少，增加分型線間隙及輔助導(dǎo)向部件，確保車門關(guān)閉時不會對車門或周圍的車身結(jié)構(gòu)造成損壞。

車門結(jié)構(gòu)聯(lián)接設(shè)計。為了滿足產(chǎn)量方面的需求， 即創(chuàng)建多個點膠面板之間的連接單元，提升了產(chǎn)量，且不會犧牲膠粘劑固化所需的時間。

6  基于新常態(tài)戰(zhàn)略的汽車塑料件的回收利用綠色化技術(shù)的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動

　  綠色汽車的生命周期是從“搖籃到再現(xiàn)”的過程，即綠色汽車的生命周期除設(shè)計、制造、使用，還包括廢棄(或淘汰)產(chǎn)品的回收、重用及處理階段，這種生命周期是一個閉環(huán)系統(tǒng)。

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，新車開發(fā)周期的縮短，進(jìn)入市場的速度加快，汽車保有量急速增加，也導(dǎo)致汽車報廢數(shù)量逐年增多：如按汽車平均使用壽命12年計算，全國每年報廢的汽車約140萬輛，若排列起來，可長達(dá)5000km。對大量的報廢車的塑料件，若不及時進(jìn)行分類處置和回收再利用，在日曬和風(fēng)吹雨打的自然條件下，塑料件會很快降低循環(huán)再利用的價值，不僅浪費資源，而且對環(huán)境污染嚴(yán)重。

發(fā)達(dá)國家汽車塑料件的回收利用技術(shù)走在國際前列，而且有一套健全的法律法規(guī)，例如歐盟規(guī)定，到2015年，汽車塑料件的回收利用必須達(dá)到85%。

報廢汽車塑料零部件回收利用技術(shù)的發(fā)展，不僅可促進(jìn)汽車再制造業(yè)的發(fā)展，同時是解決廢舊汽車塑料帶來的社會公害問題的重要途徑，實現(xiàn)可持續(xù)的方式使用自然資源和環(huán)境成本，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的統(tǒng)一。“資源-產(chǎn)品-再生資源”的多重閉環(huán)反饋式循環(huán)過程，實現(xiàn)以環(huán)境友好方式開發(fā)和利用資源。

復(fù)合材料具有比強度高、比模量高、可設(shè)計性強、抗疲勞斷裂性能好、耐化學(xué)腐蝕、耐候性好，其他材料不可比擬，極大地推動和擴(kuò)大了其在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，其用量也逐年遞增，用量的上升必然導(dǎo)致其廢棄物的不斷增加，對環(huán)境構(gòu)成了威脅，成為阻礙復(fù)合材料進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展的瓶頸。同時，復(fù)合材料的強度高、耐腐蝕性能好等材料特性導(dǎo)致其廢棄物的處理非常困難。因此，復(fù)合材料廢棄物的節(jié)能減排與回收利用技術(shù)已成為研究熱點之一。多型式、多品種汽車塑料件的迅猛發(fā)展給回收利用帶來了新的課題，同時也給創(chuàng)新創(chuàng)造回收利用技術(shù)提供了機(jī)遇和良好的發(fā)展前景。

汽車塑料件的回收利用技術(shù)是汽車塑料件綠色技術(shù)的一個重要組成部分。綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展給汽車塑料件的回收利用帶來了新的含義，回收是一個方面，更重要的是利用，而利用必須有利于資源的第二次應(yīng)用的綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。面對我國自然資源日益短缺和生態(tài)環(huán)境惡化的狀況，回收利用應(yīng)從綠色經(jīng)濟(jì)及可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，研究報廢汽車典型塑料零部件的回收利用技術(shù)，對節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境，推動社會 、經(jīng)濟(jì) 、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。發(fā)達(dá)國家汽車塑料件的回收利用技術(shù)走在國際前列，而且有一套健全的法律法規(guī)，例如歐盟規(guī)定，到2015年，汽車塑料件的回收利用必須達(dá)到58%。

處理復(fù)合材料廢棄物的方法不盡相同，但總的來說，可以大致分為以下三種方法：化學(xué)回收、能量回收和物理回收。我國的塑料報廢件的回收利用技術(shù)嚴(yán)重落后，尚未建立完善的社會回收系統(tǒng)，而且沒有一套比較完善的法律法規(guī)。目前，我國塑料報廢件的回收利用基本上仍停留在回收率低、易產(chǎn)生二次污染的能量回收法和熱解法。實行物理法回收利用是實現(xiàn)綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展的必須研發(fā)的技術(shù)，為創(chuàng)新創(chuàng)造物理法回收利用設(shè)備提供了廣泛的發(fā)展空間。

6.1熱塑性工程塑料的回收利用技術(shù)的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動

汽車保險杠、散熱格柵、照明燈、儀表板( 含副儀表板) 座椅、車門內(nèi)板、頂棚、雜物箱、燃油箱等大型塑料零部件的回收利用的技術(shù)難度較高，而且隨著復(fù)合化的發(fā)展，技術(shù)難度越來越高。其回收技術(shù)的難點的是去除表面的漆膜、分選組合件中的金屬及玻璃，分揀復(fù)合件中的不同成分及類型的高分子材料。

6.1.1飾件表面漆膜脫除的清潔技術(shù)的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動[8]

國內(nèi)對廢舊汽車保險杠之類的表面漆膜脫除處理，一般采用化學(xué)溶劑浸泡脫除表面的漆膜，產(chǎn)生的廢液對生態(tài)環(huán)境危害較大。

物理法取代化學(xué)法脫除飾件表面的漆膜，實現(xiàn)清潔化回收。韓國現(xiàn)代汽車公司采用水射流沖擊的方式去除保險桿表面的漆膜。日本SINTOKOGIO公司將保險杠粉碎至0.8mm左右，然后高速噴丸，沖擊塑料表面，將涂漆剝落，然清潔脫除汽車飾件表面的漆膜，然后清洗回收。Yamamoto等人采用羞速輥筒法去除漆膜。日本東京都立大學(xué)采用密度法，對水槽內(nèi)塑料片施以強磁場，根據(jù)塑料帶磁性能及浮沉深度不同而分離不同保險杠材料。

6.1.2 組合復(fù)合件分選的清潔技術(shù)的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動

汽車零部件的高分子材料和金屬的組合型、多種不同高分子材料的復(fù)合型，給資源永續(xù)回收利用帶來了技術(shù)難題。國內(nèi)對這些報廢的零部件，回收利用主要采取能量回收和熱解兩種方法。能量回收法是指將廢舊零部件與煤混合后在水泥窯 中焚燒生熱能，利用其產(chǎn)生的熱量。熱解法是指通過預(yù)處理、熱裂、高溫分解、冷卻回收等流程處理報廢塑料，獲得熱解燃油及燃?xì)狻＿@兩種方法回收利用率較低，且回收過程中易產(chǎn)生二次污染。  

6.1.2.1高分子材料和金屬的組合型汽車零部件的分選的清潔技術(shù)的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動

散熱器格柵和車燈的主要材料是ABS和PMMA，其回收技術(shù)的難點的是去除格柵表面 的油漆，以及格柵和燈具中的金屬、玻璃等。荷蘭Foma Engineering公司開發(fā)了可用于PMMA和ABS的離心分離系統(tǒng)，利用該分離系統(tǒng)可以獲得精細(xì)分離的塑料，為生產(chǎn)高附加值的制品創(chuàng)造了條件。比利時K.Smolders等通過采用流化床進(jìn)行熱分解的方法將PMMA分解成MMA，使其回收率達(dá)到90％～98％。韓國的GARAMTECH公司將回收的報廢車燈整體粉碎后，去除金屬成分同ABS 新原料混合后用于制造新的燈殼。

6.1.2.2多種不同高分子材料的復(fù)合型汽車零部件的分選的清潔技術(shù)的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動

G.Ragosta等開發(fā)了一套針對具有多層結(jié)構(gòu)的聚烴烯類儀表板回收再利用技術(shù)。該技術(shù)在再生過程中添加一種乙烯一丙烯共聚物和PP新料，使再生塑料的性能得到顯著提高，可用于生產(chǎn)新的儀表板或相似的塑料部件。Botsch, M利用風(fēng)選和電選分離由ABS/PC、PU、PVC構(gòu)成的儀表板，先把儀表板粉碎,用風(fēng)選分離出PU泡沫，然后用電選分離出ABS/PC和PVC。Sims等開發(fā)了廢舊汽車座椅PU新的回收方法 ，其方法是將顆?；膹U舊PU泡沫與泡沫膠布板物混合，添加 MDf 預(yù)聚物，生產(chǎn)新的泡沫塑料。

比利時的菲利普公司開發(fā)成功從粉碎屑中回收有用物資的再生裝置，核心技術(shù)是利用各種物質(zhì)的軟化粘附溫度不同而在不同的溫度區(qū)域分別粘附在所通過的雙輥上而分離的（如PP在170時粘附），可從粉碎屑中分選出有色金屬、氨基甲酸乙酯和PP等6種有用物質(zhì)。引起了國際汽車制造商的重視，包括本田汽車在內(nèi)的不少日本汽車制造商亦紛紛前往參觀并表示肯定。

6.1.2.3  ABS塑料電鍍件回收清潔技術(shù)的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動

廣州塑料再生研究中心針對ABS及PC+ABS合金表面上的銅、鎳、鉻鍍層褪除環(huán)?；厥臻_發(fā)了“塑料表面金屬環(huán)保褪鍍劑彩虹海離子32”。這種褪鍍劑不但能快速完整剝落表面鍍層，而且對基材能進(jìn)行全面保護(hù)，具有脫鍍后能充分保持原色，后續(xù)的造粒及注塑工藝過程不變色，不變脆，基材物化指標(biāo)不變等優(yōu)勢。無需濃硫酸或硝酸、作業(yè)過程無黃煙、無味、無毒；褪鍍速度快，也可根據(jù)生產(chǎn)進(jìn)度而定；不改變基材技術(shù)指標(biāo)，洗后應(yīng)用不變色、不發(fā)脆；廢液回收提煉金屬或硫酸鹽等制品的工藝成本較低；回收處理過程無人身安全危害，不產(chǎn)生有毒氣體，環(huán)保。該工藝技術(shù)可適用于各種ABS、ABS+PC合金表面鍍銅、鎳、鉻的褪除。南通縱橫化工有限公司發(fā)明了利用混酸空氣催化分離塑料鍍層的方法，并申請了專利。具體分離鍍層的方法為：將ABS鍍層塑料浸入混酸中，并通入空氣反應(yīng)，然后，取出已褪鍍的塑料，取出已褪底的塑料后的溶液再用氨調(diào)pH至2～3，過濾，濾液用氨調(diào)pH至4.5～5.5，過濾洗滌，得濾渣堿式硫酸銅，濾液中通硫化氫，再過濾除去硫化銅，濾液用氨水調(diào)整pH至7～7.5，再加入燒堿，并加熱至80～90℃，放出氨氣(嚴(yán)重污染空氣)并調(diào)pH至9～12，過濾得到氫氧化鎳(洗水用量大)，分離氫氧化鎳后的母液加硫酸調(diào)pH至中性，經(jīng)冷卻結(jié)晶析出十水硫酸鈉。該法可生產(chǎn)市場暢銷的硫酸銅、氯化鎳產(chǎn)品及去鍍層ABS塑料，并能有效回收用于洗滌劑的十水硫酸鈉，分離成本較低，但酸堿用量較大且有少許廢氣排放。

6.1.3 共混增容改性回收利用技術(shù)的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動[9]

共混增容改性回收利用技術(shù)是把廢舊塑料與其他高分子材料共混，改善/提高廢舊塑料的基本力學(xué)性能，制成達(dá)到或超過原塑料制品的性能。例如，把短玻璃纖維按10%~40%的比例增加廢舊PP，可以顯著提高廢舊PP的拉伸強度，這種改性的PP材料可廣泛用于汽車配件，如散熱器零件、照明設(shè)備零件等。

6.1.4 物理改性回收利用技術(shù)的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動[9]

廢舊塑料混有不相容的兩相或多相塑料是不可避免的，如何使之共混整容是實現(xiàn)廢舊塑料再生利用的技術(shù)關(guān)鍵。

相容劑的綠塑創(chuàng)新。相容劑起到不相容的聚合物之間的橋接作用，降低兩相或多相之間的界面張力，或產(chǎn)生化學(xué)鍵，達(dá)到多元體系相容的目的。相容劑的提高了廢舊塑料的附加值，可使廢舊塑料成為新的塑料合金或新的改性塑料。荷蘭國家礦業(yè)公司生產(chǎn)專用于回收廢舊塑料再生的BENNET相容劑，可把多種不同品種、不同性質(zhì)的廢舊塑料實現(xiàn)共混再生。 

6.1.5  還原再生法的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動

意大利的汽車生產(chǎn)大戶菲亞特汽車亦開發(fā)成功獨特的還原再生法，對廢塑料的利用效果明顯。針對塑料使用十年左右后易老化并引起各項性能下降的特點，為防止用廢塑料制同樣部件時產(chǎn)品性能難達(dá)到相關(guān)的質(zhì)量和安全指標(biāo)，該公司采取了將回收的廢塑料用來制造強度和安全性能低一等的部件。如十年后報廢的防沖器和儀表板類廢塑料可回收還原制造風(fēng)管，再過十年后再回收還原制造地板或者用到其它工業(yè)品上，最后不便還原作材料利用時再改作燃料利用。如此不僅提高了廢塑料和報廢汽車的再生利用率，同時亦有利于降低汽車制造成本。該公司對其它材料制部件亦實施了還原再生法，但效果以廢塑料的再生利用最佳。

6.2 玻璃纖維復(fù)合材料廢棄制品回收利用技術(shù)的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動

世界正在經(jīng)歷一場低碳革命，玻璃纖維復(fù)合材料在減少溫室氣體排放方面的潛力是顯而易見的。經(jīng)濟(jì)地提高附加值開發(fā)玻璃纖維復(fù)合材料廢棄制品回收利用技術(shù)，成為“新常態(tài)”汽車玻璃纖維復(fù)合材料綠色創(chuàng)新驅(qū)動的重點課題。

6.2.1 熱塑性GMT廢棄制品回收利用技術(shù)的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動

GMT作為一種汽車行業(yè)新型輕質(zhì)高性能綠色材料，回收利用的研究越來越引起人們的重視。廢棄GMT制品回收利用不僅可以最大限度地減少對環(huán)境的污染，而且還可以重復(fù)利用日益匱乏的資源。

物理粉碎直接回收利用。廢棄的保險杠經(jīng)過粉碎機(jī)粉碎后與GMT新料按25：80的比例摻混，再復(fù)合成新的片材，其性能無明顯下降。

化學(xué)溶劑溶解分離回收利用。溶劑溶解聚丙烯基復(fù)合材料，制成聚丙烯溶液，其中玻璃纖維呈懸浮狀態(tài)，而后對這種含有玻璃纖維懸浮物的PP溶液進(jìn)行過濾以使兩者分離，分別加以回收。回收的玻璃纖維與同種基體樹脂再復(fù)合后材料的力學(xué)性能無明顯變化。與未經(jīng)回收處理的新料相 

比，經(jīng)過一次回收再復(fù)合成新材料的拉伸模量和拉伸強度有明顯增加，但是Izod沖擊強度有所下降。

6.2.2 熱固性SMC復(fù)合材料熱解法回收利用技術(shù)的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動[11]

    熱解SMC回收利用由美國汽車協(xié)會和通用公司共同努力研發(fā)的技術(shù)。

熱解法是借鑒塑料、橡膠高溫分解回收法 ,將玻璃鋼廢棄物在無氧情況下,加熱分解成為保存能量成份的熱解氣和熱解油,以及以Ca2CO3、玻纖為主的固體副產(chǎn)物。熱解法最大的優(yōu)點在于可處理被油漆、粘接劑和其他材料污染的玻璃鋼廢棄物,而金屬異物在熱解后從固體副產(chǎn)物中除去。

熱解產(chǎn)物隨熱解溫度的不同而不同 , 400～500℃以回收熱解油為主, 進(jìn)一步分餾、 改性，作燃料；在 600～700℃以回收熱解氣為主，供熱以能量，作燃料。在480～980℃所產(chǎn)生的熱解氣具有足夠的能量供給熱解使用,達(dá)到自給,多余部分可存儲用作燃料。

熱解產(chǎn)生的固體副產(chǎn)物用作SMC、BMC 熱固性塑料的填料及鋪路材料

6.2.3熱固性GRP復(fù)合材料熱解法回收利用技術(shù)的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動

EuCIA(歐洲復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會)指出，GRP是“可回收的，且符合歐盟法規(guī)”，事實也的確如此。但目前只有德國的設(shè)備可以用于回收。

由EuCIA 支持且在德國得以應(yīng)用的回收工藝，包括添加GRP 廢棄物到水泥窯里。這就增加了復(fù)合材料所有部件的價值，并且通過采用叫作Compocycle 的路線使其得到了更好的商業(yè)化， Compocycle 由Zajons 操作，然后將材料填進(jìn)Holcim 公司的水泥窯。但是該工藝仍然有一個顯著的門檻費用。在德國，沒有關(guān)于垃圾填埋的法規(guī)，因此GRP 廢料的量足以證明這樣的工藝是有效的。像丹麥Fiberline 公司這樣的復(fù)合材料生產(chǎn)商已經(jīng)支持這個工藝了，并且在最大限度地利用它。但是這條路線降低了材料的價值，使其相當(dāng)于工業(yè)碳酸鈣的價值，目前與垃圾填埋場的填埋相比還不是特別經(jīng)濟(jì)。

法國的Mixt 復(fù)合材料再利用公司（M-C-R），制造模塑化合物，并從其客戶那里收回工藝廢棄物，然后再研磨， 并重新集成到制造汽車零部件的新化合物里。

在比利時，Reprocover 公司用研磨熱固性的工業(yè)廢物制造井蓋、閥室和其他建筑產(chǎn)品，包括從附近的玻璃纖維增強制造商3B 玻璃纖維公司得到的GRP 和清潔的廢纖維。他們最近開發(fā)出了一種具有優(yōu)良吸振特性的雙塊式軌枕來取代木制枕木。

6.3碳纖維復(fù)合材料廢棄制品回收利用技術(shù)的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動

 盡管碳纖維有眾多的優(yōu)點，但是仍有一個不可回避的問題——碳纖維不可降解。隨著其應(yīng)用量的增加，隨之而來的污染問題也日趨嚴(yán)重。碳纖維復(fù)合材料實現(xiàn)回收利用才能在汽車領(lǐng)域得到大規(guī)模的平民化應(yīng)用，實現(xiàn)“低碳經(jīng)濟(jì)”和“綠色生態(tài)環(huán)境”的循環(huán)利用。

碳纖維復(fù)合材料廢棄制品回收處理得到碳纖維的成本低于碳纖維新材料的成本，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益，所以碳纖維復(fù)合材料的回收利用是一個極具吸引力的市場，它不僅以經(jīng)濟(jì)影響為向?qū)В瑯佑捎谄鋵Νh(huán)境的正面影響而受到關(guān)注。目前，針對碳纖維復(fù)合材料廢棄物的回用問題，各工業(yè)大國都有自己的科研體系，目的是創(chuàng)建最高效和最經(jīng)濟(jì)可行的碳纖維回用體系 到目前為止，關(guān)于碳纖維回用的研究主要包括粉碎碳纖維增強塑料，高溫分解碳纖維復(fù)合材料，催化分解或在真空環(huán)境下分解碳纖維復(fù)合材料，流化床處理碳纖維復(fù)合材料等。  

碳纖維復(fù)合材料廢棄制品的分離回收利用就是把碳纖維從碳纖維復(fù)合材料件中分離出來， 最大限度的保持碳纖維的原有特性，以提高回收利用價值。

碳纖維回收利用的成本低于使用新碳纖維的生產(chǎn)成本。再生碳纖維的成本低于新CF的生產(chǎn)成本，據(jù)日本報道生產(chǎn)制造再生短CF能耗僅為新CF的17%，而CO2排放量僅為新CF的14%。CF本身優(yōu)異的性能在回收再生后能被大部分保持，可以重新應(yīng)用在汽車部件。

6.3.1碳纖維復(fù)合材料的熱分解分離回收利用技術(shù)的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動[10]

日本三菱、東麗、東邦公司世界三大碳纖維生產(chǎn)商從2006年起在日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省的資助下，共同協(xié)作進(jìn)行的題為“碳纖維回收技術(shù)的研發(fā)示范”項目，在日本福岡縣大牟田市投資興建CF及CFRP連續(xù)熱分解回收中試生產(chǎn)線，在高溫常壓下回收復(fù)合材料中的碳纖維，規(guī)?？蛇_(dá)到1000噸/年。使得日本生產(chǎn)商加速了對碳纖維復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域應(yīng)用的市場布局，包括碳纖維絲束原材料、復(fù)合材料預(yù)浸料和注塑顆粒材料在內(nèi)的產(chǎn)能投入。一個是英國ELG Carbon Fibre Ltd 連續(xù)熱分解回收技術(shù)，在West Midlands建立1200噸/年的中試車間，產(chǎn)品為短CF及粉末CF。開發(fā)目標(biāo)要使再生CF力學(xué)性能不低于90%新CF力學(xué)性能，且具有高表面活性、結(jié)合性和電氣性能等。

6.3.2碳纖維復(fù)合材料的物理混合分離回收利用技術(shù)的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動

英國的先進(jìn)復(fù)合材料公司（Umeco復(fù)合材料結(jié)構(gòu)材料公司的一部分）、英國Exel復(fù)合材料公司、NetComposites、Sigmatex、Tilsatec和利茲大學(xué)組成碳纖維復(fù)合材料的回收利用的聯(lián)合體，開發(fā)將聚對苯二甲酸乙二醇酯和碳纖維復(fù)合材料混合提取碳纖維的物理回收利用技術(shù)，制備成不同形式的材料，回收碳纖維生產(chǎn)的板材與原始碳纖維制備的復(fù)合材料相比，保持至少90%拉伸模量、50%拉伸強度。

6.3.3碳纖維復(fù)合材料的高溫分離回收利用技術(shù)的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動

熱固性碳纖維復(fù)合材料中，環(huán)氧樹脂的熔融溫度大大低于碳纖維的耐熱溫度。高溫分離回收利用技術(shù)就是針對熱固性碳纖維復(fù)合材料中兩種組合物的不同溫度特性，把碳纖維從復(fù)合物中分離出來，實現(xiàn)碳纖維的循環(huán)利用。高溫分離回收利用技術(shù)的關(guān)鍵是如何保持碳纖維的原有長度。

英國碳纖維回收商---Milled Carbon公司采用高溫分解法，即長碳纖維復(fù)合材料中的環(huán)氧樹脂在低氧燃燒過程中被高溫降解，將高模量長碳纖維恢復(fù)到近乎原始的狀態(tài)進(jìn)而可重新用于制造重要結(jié)構(gòu)的材料。

6.3.4 碳纖維復(fù)合材料的流化床法（Fluidised bed method）回收利用技術(shù)的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動

預(yù)分散的廢料被流經(jīng)它下方的約高溫550℃液體或氣體“流化”，隨后進(jìn)行熱解和氧化，并最終逐步將其從復(fù)合物中分離開來。

6.3.5碳纖維復(fù)合材料的超臨界水溶劑分解分離回收利用技術(shù)的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動[10]

    如何去除碳纖維復(fù)合材料中的基體相，有效回收碳纖維增強體?英國諾丁漢大學(xué)和法國ICM-CB化學(xué)研究所經(jīng)過大量試驗，開發(fā)了超臨界水溶劑分解法，由于其具有廣泛的適用性和回收產(chǎn)品的高性能品質(zhì)而為碳纖維回收領(lǐng)域引領(lǐng)了一個新的方向。該方法的有效性已經(jīng)被證實目前正在為其產(chǎn)業(yè)化做進(jìn)一步的研究。超臨界水溶劑分解法的基本原理是，采用特制的高溫高壓反應(yīng)器當(dāng)復(fù)合材料和水進(jìn)入該系統(tǒng)后，其中的水將變?yōu)槌R界水，在超臨界水的作用下，復(fù)合材料中的基體部分，主要是環(huán)氧樹脂被氧化形式氣態(tài)產(chǎn)品，如氫氣、甲烷、二氧化碳等，碳纖維因而被提取出來。此過程所獲得的產(chǎn)品有氣態(tài)的能量、水和固體（碳纖維織物）。利用這項技術(shù)可以減少廢物污染，保護(hù)環(huán)境，同時回收的碳纖維具有較高的強度和剛度。

6.3.6 熱固性碳纖維復(fù)合材料回收利用的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動

現(xiàn)有的熱固性碳纖維復(fù)合材料回收技術(shù)普遍存在能耗大、二次污染和難以或無法得到連續(xù)而有序的碳纖維材料。  

波音公司與華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué) 院近 日正式簽署合作協(xié)議，開啟了雙方從碳纖維復(fù)合材料中回收碳纖維的實質(zhì)性合作關(guān) 系。本次合作 旨在探索一條利用太陽能技術(shù)進(jìn)行熱固性碳纖維復(fù)合材料中回收碳纖維的新路線，希望開發(fā)出一條低（無)能耗、大尺寸碳纖維復(fù)合材料的高效的回收方法。 

6.3.7 碳纖維復(fù)合材料的分離回收利用技術(shù)的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動的發(fā)展方向[12]

碳纖維復(fù)合材料的分離回收利用技術(shù)的科學(xué)發(fā)展方向：第一是如何提高改進(jìn)現(xiàn)有的回收加工方法，最大限度降低廢物污染，從碳纖維復(fù)合材料廢棄物件中獲得最有價值的碳纖維；第二是如何使用再生的碳纖維生產(chǎn)出的新產(chǎn)品仍舊具有最佳性能。

對于回用的碳纖維，目前常用的方法是制成短切纖維再利用，但是在性能上沒有競爭優(yōu)勢，使用的領(lǐng)域也有局限性 因此，后續(xù)研究工作除了要繼續(xù)加強對碳纖維提取的研究外，還應(yīng)該根據(jù)市場需求，考慮將回用碳纖維重新紡成連續(xù)的碳纖維紗，或者直接做成其他更有優(yōu)勢的碳纖維增強體結(jié)構(gòu)，使其擁有更具競爭力的性能優(yōu)勢; 同時進(jìn)一步擴(kuò)大回用碳纖維的應(yīng)用領(lǐng)域，提高回用碳纖維的使用比例。

有些回收方法雖然可以成功地將碳纖維從復(fù)合材料中分離出來，但是會導(dǎo)致碳纖維長度變短，纖維性能降低，而且這一過程產(chǎn)生的附加廢料同樣會造成環(huán)境污染。