環氧復合材料能否100%回收?

    總部位于加利福尼亞Hayward市的Connora 科技公司于去年7月份獲得了第二輪融資,用于將Recyclamine系列環氧固化劑商業化。目前,這些產品可以提供給客戶用于實驗,以替代現在通用的胺基環氧樹脂固化劑。這種新型固化劑可以與現有的成型工藝匹配,如:濕法鋪設、浸漬、纖維纏繞和樹脂傳遞模塑成型(RTM)工藝。用于預浸工藝的產品還在開發中。

    根據Connora公司表示,用Recyclamine固化的環氧樹脂復合材料具有與用傳統固化劑固化的環氧復合材料相似的耐化學性能和機械性能。且其彈性、韌性和低溫性能相當于甚至優于傳統環氧復合材料。
Connora公司還稱,用Recyclamine固化的環氧樹脂復合材料中的樹脂和纖維(如碳纖維、玻璃纖維、凱夫拉纖維)可以通過專用的低能耗工藝進行回收?;厥盏沫h氧樹脂和纖維可以被再次出售、使用或改作他用。
Stefan Pastine擁有超過14年的化學和材料研究經驗。他創建了Connora 科技公司,向塑料行業推廣這種新產品。針對公司的發展目標,他回答了我們的問題。

《增強塑料》:Connora科技是一家怎樣的公司?
    Stefan Pastine:Connora科技是一家化學和材料方面的清潔技術公司,通過核心的專業技術,解決熱固性復合材料行業面臨的問題。

    我們當前的重點是解決熱固性復合材料報廢后不可回收的問題。由于環境和經濟原因,需要研究一種新技術,用于復合材料的石油化學品的回收再利用。
 
    盡管公司成立于2011年8月,但是其初的研究可以溯源到好幾年前。我們的發展愿景是結合目前復合材料行業面臨的可回收困境,將材料從一種形式變換成另一種形式(如敏感材料)。熱固性材料是否可以被重組或重新加工?熱固性復合材料是否可以真正實現可回收?

    Connora科技公司由于開發出了Recyclamine固化劑而成為將可回收環氧樹脂推廣到廣闊復合材料市場的紐帶。

《增強塑料》:Recyclamine是如何開發的,其如何發揮作用?
    Stefan Pastine:環氧樹脂產品及其他熱固性塑料和復合材料回收的問題是一旦這些產品被生產后,他們就不能被打破重新組合或再利用。環氧材料從設計上說真的很難掌控。

    環氧樹脂是制作對耐用性有較高要求的產品的理想材料,但是也因此在可持續性方面有一定的犧牲。我們的著眼點在于,對環氧樹脂分子進行重新設計,從而使其可以回收。

    我們的解決方案是改變環氧固化劑的組分。Recyclamine特有的可回收環氧技術在于改變環氧樹脂的固化方式。更具體地說,就是精確控制固化后的環氧樹脂的分子結構。

    Recyclamine技術是控制傳統工藝中的環氧樹脂固化劑,盡量使熱固性環氧樹脂轉變成可回收的熱塑性環氧樹脂。這種轉變只發生在特定的工藝條件下,即回收條件下,而在室溫下不會發生融化。

    Recyclamine固化技術可以用于所有類型的環氧樹脂。并使復合材料制造商可以通過現有技術生產出完全可回收的產品而不改變制品的性能。

   《增強塑料》:Recyclamine可以替代傳統固化劑而不需改變成型工藝,也不影響終制品的性能?
Stefan Pastine:Recyclamine技術是專門為直接取代傳統不可回收胺基固化劑而開發的,其性能和標準都參照了傳統固化劑的性能和標準。我們希望可以實現無縫轉變,使產品性能不會低于熱固性產品的性能。
從初期測試結果可知,Recyclamine環氧的性能與主流傳統固化劑性能不相上下。

   《增強塑料》:您能否詳細介紹一下這項回收技術?這種工藝復雜嗎?是否需要大的投入?
Stefan Pastine:這種回收在實驗室里很容易實現。用于回收的原料也不貴??紤]到對環境的影響,我們和加州大學伯克利分校合作,正在對回收工藝全過程的環境影響進行評價。我們也希望我們能夠與其他感興趣的公司或組織進行合作,盡早將這項工藝工業化。

    我們技術的獨特性表現在,它可以像熱塑性樹脂那樣將環氧熱固性樹脂回收利用。與裂解直接將除纖維以外的所有成分燒去的方式不同,用Recyclamine固化的環氧樹脂,所有復合材料部件都可以回收。以一副滑板為例,其組成材料包括木質芯材、鋼制邊緣、聚乙烯底板、塑料頂板。因此,我們的技術不僅可以回收樹脂原料,還可以回收其他通過環氧樹脂粘結的材料。

    我們不準備將回收工藝商業化。盡管它是Recyclamine技術的重要組成部分,我們將向合作伙伴公開此技術。希望生產企業可以在現場回收廢棄制品。

《增強塑料》:您認為您的產品什么時候可以商業化或在市場銷售?你們已經就此項目和復合材料制造商合作了嗎?
    Stefan Pastine:我們已經和一些風機葉片、體育用品、汽車制品方面的復合材料制造商以及供應商合作,并得到了一些積極的反饋。我們希望和一些主要制造商建立批量化生產關系。讓大家認識到復合材料回收需要多個行業的通力合作,成為各相關方既具有挑戰性又有價值的目標。目前,公司可以提供給用戶驗證用的Recyclamine固化劑。小批量生產的產品預計在6個月內面世,大約在18個月內可以實現工業化生產。

    由于Recyclamine的分子結構是全新的,因此需要通過TSCA(美國環保署有毒物質控制法)的評審??紤]到法律風險,在此之前,我們不會將此產品推向市場。我們正在尋找可以幫助這種固化劑進入市場的合作伙伴。建立正確的合作關系對于確保Recyclamine固化劑商業化后,使制造商可以順利生產出可回收的環氧復合材料是至關重要的。

《增強塑料》:Recyclamine可以用于其他樹脂嗎?
    Stefan Pastine:Recyclamine適用于標準的環氧樹脂和纖維,包括玻璃纖維。幾乎包括所有的環氧樹脂應用領域。

    由于Recyclamine固化劑也是胺類產品,不能用于聚酯交聯。但是在某些領域可以推動環境友好型環氧樹脂取代聚酯樹脂的應用。