日企探索碳纤维回收技术将飞机制造废料变废为宝

　　据日本《每日新闻》10月26日报道，碳纤维是一种用在飞机和汽车上，可以减轻重量和降低油耗的材料。由于很难进行回收利用，过去很多废旧碳纤维多被填埋处理，但最近出现了将其作为生活产品零部件加以重新利用的情况。
　　碳纤维是一种直径5至15微米的材料，由丙烯等纤维在1000至3000摄氏度下加热碳化而成，其特点是重量轻、强度大。在碳纤维上浸渍加热到一定温度的液态塑料会凝固形成碳纤维增强塑料，这一材料自2000年代后期以来已大量用于飞机上，也被用在汽车上。
　　不过，现在市面上流通的大多是热固性塑料。在加工使其凝固之后，再要加热使其熔化或改变形状会非常困难。因此，多余的废料通常被作为工业废物填埋处理。
　　如果不进行循环利用，每当制造新产品或更换零部件时就需制造新的碳纤维增强塑料，会消耗大量的资源和能源。碳纤维增强塑料有助于降低汽车和飞机的油耗，虽然在使用过程中减少了二氧化碳排放量，但缺点是在制造和处置过程中对环境的影响很大。
　　日本三菱重工业公司为美国飞机制造商波音公司的波音787生产主翼。对该公司而言，碳纤维回收利用也是一个长期课题。
　　这一机型由全日空公司于2011年在世界上首次采用。在此之前，飞机的零部件中也曾使用碳纤维强化塑料。但是该机在主翼等部位大量使用碳纤维强化塑料，于是低油耗成为其卖点。三菱重工从化工企业采购碳纤维增强塑料板，对其反复加热、加压使其变硬，再切割成主翼的形状。
　　飞机的寿命为20至25年，但制造过程中产生的多余碳纤维增强塑料，一次都没有使用就被废弃。作为回收利用的第一步，三菱重工开始利用这些废料。
　　引人注目的一种技术是，在500度左右的高温下对碳纤维增强塑料进行加热，仅提取出碳纤维，然后将其与另一种塑料混合，再生成新的碳纤维增强塑料。在研究层面上，各类企业和研究机构都在采用这种材料，但要在商业层面上应用，就需要找到回收材料的用途和进行回收利用的企业。
　　三菱重工在寻找共同进行回收利用企业的过程中，发现了三菱电机公司有在吸尘器中使用碳纤维增强塑料的想法。因为考虑到吸尘器会被拿起放下或撞到墙壁，所以它需要用质轻而强韧的材料来制造。三菱重工还找到了多家专门回收碳纤维增强塑料的企业。
　　三菱重工制造主翼，由回收企业将废料再生成新的碳纤维增强塑料。三菱电机用脱胎换骨而来的增强塑料制作吸尘器的零件，上述回收利用网络大约花了两年时间得以建立。今年7月，在手柄和管子上使用再生碳纤维增强塑料的无绳吸尘器上市。
　　三菱重工商用飞机部门787主翼工作部相关负责人表示：仅靠想法和技术是无法实现回收的。提供废料的‘入口’和使用回收材料的‘出口’之间如何连接非常重要。据该公司介绍，上述技术需要用到高温热量，会消耗一定的能源，但与从零制造碳纤维相比，从废料中提取碳纤维可将二氧化碳排放量降至原来的十分之一左右。
　　化学品制造企业帝人正从与三菱重工不同的角度来应对碳纤维回收的挑战。
　　该公司开发了易于回收利用的碳纤维增强塑料的量产技术。浸渍碳纤维的是一种热塑性塑料，即使在加工后也可以通过高温得到软化并自由成型。
　　很多碳纤维增强塑料中使用的热固性材料只要加热到60至70摄氏度就会变成半干的液体，容易渗入碳纤维。但是，热塑性塑料需要加热到250至300摄氏度才能变成液体，而且还有像糖浆一样的黏性，很难均匀地浸渍到碳纤维上。
　　帝人公司通过在碳纤维的表面上下功夫，开发出易于处理的热塑性塑料，确立了可均匀浸渍碳纤维的技术。这种材料在使用后再加热到300摄氏度左右又会变软，可以重新成型为另一种产品。
　　这种碳纤维增强塑料正被美国通用汽车公司用来制作卡车货箱。预计车辆报废后，这种材料将作为其他的货厢零件进行加热、改造并回收利用。
　　据说对帝人的碳纤维增强塑料进行回收利用时的二氧化碳排放量，相比新制造碳纤维增强塑料能减少大约30。该公司的复合成型材料事业本部副部长北野一朗说：从纤维、塑料两方面着手解决问题，对于靠纤维起家的本公司来说是一种优势。