- 來源：高分子循環再利用
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- 發布時間：2025-04-30
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日前，德國弗勞恩霍夫高速動力學研究所（Frauhofer EMI）的科研團隊開發出一項革命性技術，能夠從復合材料中回收連續碳纖維，且完全保持材料性能。該技術通過高功率激光對多層纖維增強樹脂基體進行局部高溫降解，不僅具有顯著生態效益，更蘊含巨大經濟價值。
Fraunhofer EMI團隊研發的新工藝，成功實現了廢舊復合材料中纖維的高效再生利用，且完全不影響其力學性能。而現有纖維增強復合材料回收技術需經粉碎處理，導致纖維長度縮短并引發降級回收。
纏繞結構的"剝洋蔥式"回收術?
針對熱固性復合材料，Fraunhofer EMI團隊采用高功率激光精準剝離纖維增強體，尤其適用于高壓儲氫罐回收。這類容器通常采用連續碳纖維粗紗纏繞塑料內膽，以承受高達70MPa的內部工作壓力。
創新回收技術的核心突破：通過局部高溫分解去除碳纖維周圍的熱固性樹脂，同時纖維本身幾乎不受損傷。"工藝特殊性在于，我們同步進行了基體熱解與纖維粗紗解繞，在保證合理速度的前提下避免碳纖維受損。"項目經理Mathieu Imbert解釋道。
技術難點在于尋找最佳工藝窗口：基體熱降解需300-600℃溫度環境，而纖維在600℃左右即可能開始受損。Imbert表示："我們在工藝效率與再生材料品質間找到了完美平衡點。實驗證明，此法回收的連續纖維性能與新品完全相當，這使該技術極具吸引力。"
?實驗裝置圖?
（圖示：采用高功率激光對纏繞復合材料環進行局部熱解，同步回收無基體碳纖維粗紗的試驗裝置。紅色激光點標示熱解發生位置。）
經濟生態效益雙贏?
這項創新技術不僅環保效益顯著，更為回收企業開啟可觀經濟潛力。由于采用局部加熱與纖維連續同步回收，徹底摒棄了傳統處理厚壁儲氫罐所需的長時高溫熱解過程及相關高額成本。更關鍵的是，激光輔助回收工藝所需的能量僅為生產新纖維的五分之一。在能源成本飆升與環保法規趨嚴的當下，這些優勢極具戰略意義。
該技術研發將持續至2025年底，隸屬于德國聯邦經濟事務和氣候行動部（BMWK）資助的DigiTain項目。目前，團隊正致力于進一步提升工藝能效并優化再生纖維品質。研究人員認為，"再生材料頂級品質+超低工藝成本"的黃金組合，將成為推動這項新技術產業化的最強競爭力背書。