複合材料の領域では、連続炭素繊維の効率的かつ環境に優しいリサイクルは、長い間大きな課題をもたらしてきました。 Fraunhofer High-Speed Dynamics（EMI）の研究者は最近、構造の完全性を損なうことなく、繊維強化ポリマー（FRP）から連続炭素繊維を回復するために高出力レーザーを利用する画期的な技術を発表しました。この進歩は、炭素繊維のリサイクルの大きな飛躍を示し、産業用途の新しい可能性のロックを解除します。
通常、複合材料を細断し、それによって炭素繊維の短縮を含む従来のリサイクル方法とは異なり、Fraunhofer EMIの技術は高電力レーザーを使用して、高テンペア条件下で多層繊維強化ポリマーのポリマーマトリックスを局所的に分解します。このアプローチは、繊維の元の長さと強度を保持しながら、実質的な生態学的および経済的利益を提供します。プロジェクトマネージャーのMathieu Imbertは、「炭素繊維を傷つけることなく、マトリックスの熱分解と実行可能な速度で繊維の放出を同時に達成します」と説明しています。
この技術は、加圧水素タンクなどの複雑な構造から連続炭素繊維を回収するのに特に適しています。そこでは、繊維がプラスチックライナーの周りに巻かれて、タンクが最大700 barのサービス圧力に耐えることができます。温度を正確に制御することにより、研究者は繊維を損傷することなく熱セットマトリックスを除去し、リサイクルされた繊維が新しい繊維に相当するパフォーマンス特性を保持することができます。
熱セットマトリックスの分解が300度から600度の間で発生することを考えると、最適なプロセスウィンドウを決定するなど、課題は残っていますが、繊維は600度近くの損傷を危険にさらします。さらに、熱は局所的にのみ適用され、繊維を継続的に回収できるため、厚壁の水素タンクは長い熱分解プロセスや高コストを必要としなくなりました。特に、このレーザー支援リサイクル方法は、エネルギーコストの増加と環境需要の増加の中で、新しい繊維を生成するために必要なエネルギーの5分の1しか消費しません。
持続可能性への世界的な重点が激化するにつれて、熱可塑性炭素繊維複合材料は、優れたリサイクル性に広範な注目を集めています。主要な業界プレーヤーZhishang New Materialsは、同様の高度なリサイクル技術と高性能複合材料を積極的に調査および開発しています。継続的なイノベーションを通じて、同社は材料の循環を強化し、資源の無駄を減らし、グリーン製造の開発を促進することを目指しています。現在、Zhishangは、中国およびそれ以降の市場向けに、より環境に優しい効率的な炭素繊維複合ソリューションを提供することに焦点を当てたR＆Dプロジェクトに深く関わっています。
今後、このようなイニシアチブの進歩は、多様な産業全体で炭素繊維複合材料のユニークな可能性を解き放つことを約束し、まとめてより環境に優しい、より効率的な未来への道を開いています。
