新開發常溫回收碳纖維之技術,可望促進CFRP再資源化

 

刊登日期:2021/4/15
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日本新創企業Ai-Carbon利用獨家「常溫酸鹼法」,開發了一項可以從碳纖維強化塑膠(CFRP)中分離、回收碳纖維之技術。新技術可在最高80℃的溫度條件下,從處理較為困難之環氧樹脂的未硬化預浸體(Prepreg)中取出碳纖維,不會有因熱處理產生的劣化,相對於一般熱分解法,能夠回收取得物性特別優異的碳纖維。

新技術的特點在於透過硝酸處理讓硝基(Nitro Group)附加在碳纖維表面,藉由些許非晶化,將可因此得到初始製品以上的強度。在實證實驗中,將新技術應用於TORAY的「T800」(初始製品)後,拉伸強度提高了20~30%,性能可達到「T1000」的等級。雖然過去對於透過表面非晶化的應力緩和/吸收效果以提升強度的可能性曾受到質疑,但實驗成果確保了技術的可信度。

目前Ai-Carbon使用的是以預浸體工廠或成型工廠排出之未硬化環氧樹脂基材(Matrix)的預浸體。雖然未硬化預浸體形狀不均一、不易處理的狀況很多,Ai-Carbon也對此開發了將固化成不定形狀的預浸體解開的處理製程。其中尤以與尼龍樹脂的適性最為良好,即使是長鏈尼龍或尼龍6、尼龍66,彎曲強度都有所提升,與初始碳纖維強化製品相比,得到了最大1.5倍的實驗結果。此外Ai-Carbon也正在開發可以提高與聚丙烯之密著性的表面改質技術。回收的碳纖維可望應用於射出成形、粉末狀的磨碎纖維、不織布等用途。

另一方面,Ai-Carbon也著手對去除之基材樹脂的再利用進行評估。經過酸鹼處理的環氧樹脂形成低分子化,因而成為硝苯酚(Nitrophenol),今後計畫應用做為環氧樹脂硬化劑用途。另外,Ai-Carbon也在規劃新技術中使用之硝酸的回收製程,希望藉此降低成本與環境負擔。


資料來源: 化學工業日報/材料世界網編譯
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