当前,废旧碳纤维复合材料的规模化、高值化循环利用是全球复合材料工业实现“双碳”目标的核心课题。长三角碳纤维及复合材料技术创新中心(CCIC)团队攻克长纤维连续化再制造与热固性树脂全组分回收难题,成功开辟出一条兼具高力学性能、低碳足迹与高性价比的闭环回收新范式,并实现汽车结构件工程化验证。
目前行业内废旧碳纤维的商业化回收主要依赖两条路径:一是短切造粒,将回收碳纤维切断,制成短纤增强母粒,供应注塑改性塑料行业;二是加工非织造毡,将相对分散的回收纤维梳理为无纺毡,主要应用于非结构件或功能性复合材料。然而,上述两种路线均破坏了纤维的连续性,导致回收碳纤维难以重新进入以连续织物、高性能预浸料为主流的高端复合材料核心供应链。
CCIC依靠两大核心专有技术走出了一条差异化的全组分闭环回收路线。第一项核心专有技术为温和催化降解与全组分回收工艺。针对以拉挤风机碳梁为代表的环氧树脂基连续碳纤维构件,开发了温和催化降解系统。该技术不仅能在最大程度保留碳纤维原始长度与力学性能的前提下完成纤维高效脱粘分离,更能将交联环氧树脂基体解聚转化为高附加值多元醇,实现纤维与树脂的全组分资源化循环回收。
第二项关键专有技术是长回收碳纤维连续化再制造:将长度可观但并不连续的回收碳纤维,通过特殊连接重构工艺,重新制成单向连续碳纤维织物。该回收碳纤维产品已正式注册商标康塔碳纤维(ContRGF®),具备低碳、低成本、高性价比的特点。
依托康塔连续回收碳布,再生材料可以直接进入现有主流复材产业链,面向汽车轻量化、轨道交通、船舶制造、绿色家电、体育器材及航空非承力内饰等广阔应用场景,并且完全兼容手糊、模压、真空辅助成型、RTM液态成型等现有成熟工艺与设备,无需对下游产线进行大规模技术改造。基于该体系制备的环氧复合材料构件,在结束第二个服役周期后,仍可再次进入催化降解系统实现再生循环,真正建成了热固性环氧复合材料可持续循环的产业模式。
现阶段,CCIC已经建成首套实验室级催化降解装置,并可根据大尺寸废旧构件的外形尺寸定制模块化回收舱室;同时,实验室级连续碳纤维织造试验线已平稳运行,具备康塔织物与预浸料的小批量稳定交付能力。
近期,团队已成功试制回收碳纤维混杂汽车引擎盖。
CCIC执行主任益小苏教授介绍:“我们采用混杂设计方案,引擎盖外表面使用原生碳纤维,保证外饰件高品质外观;芯层主体采用康塔回收碳纤维,原生纤维与回收纤维配比约1:2~1:3,在保障优异力学性能与外观品质的同时,提升了综合成本竞争力。”
此外,团队同步完成了多款回收碳纤维汽车零部件以及航空非结构复合材料样件的开发与试制。
CCIC产业合作部总监刘子谦博士表示:“该成果是环氧基复合材料低碳低成本循环利用的标志性进展。下一步我们将持续提升技术成熟度,联动产业链上下游国内外合作伙伴,共同开拓回收碳纤维复合材料的全新市场。”









