我國在冊的復合材料相關企業據不完全統計超過1萬家。復合材料行業規模以上企業的產量統計，復合材料工業協會（原玻璃鋼工業協會）提供的歷年可考數據顯示，截至2018年，我國復合材料保有量已經超過3400萬噸。

 

又根據不飽和聚酯樹脂供應分會，營銷與環氧樹脂協會的統計，再根據纖維增強領域中不飽和聚酯樹脂的消費量統計，2017年和2018年復合材料產量接近500萬噸，按此計算，目前的復合材料成品超過5000萬噸，并且繼續以每年10％的速度增長。

 

經計算，復合材料生產過程中邊角廢物（包括廢料）的效率約為6％，在此基礎上可以得出結論，已經擁有了超過200萬噸的復合材料成品，成品的一般使用壽命約為20-30年。

 

九十年代中期，復合材料產業發展進入了一個爆炸性時期。當時，復合材料產業的技術門檻低，材料和工藝技術相對落后，產品壽命質量難以保證。在復合材料爆炸性增長的過程中，企業以銷售為主導，市場競爭激烈而破壞性大，導致產品的質量和耐用性難以保證，例如復合材料砂管，復合材料冷卻塔，復合材料電纜保護管，SMC化糞池，在初期較原始的市場競爭的情況下出現了嚴重的質量問題，這使得難以保證所供應產品的耐用性，此外，復合材料產品具有廣泛的應用范圍和不同的應用環境。應用環境也會影響某些領域（例如戶外產品或承重產品）的自然老化和產品疲勞性。導致復合材料的耐用性在實踐中難以滿足理論壽命要求，這加速了復合產品的生產，同時因為回收技術發展緩慢，大部分復合材料的固體廢物被掩埋了，因此難以獲得準確的統計數據。

 

我國一直在研究探索復合材料回收技術，各企業，大學和研究機構的回收技術的研究方向在重復利用，焚燒能量收集方法，水泥窯處理方面的合作，機械破碎和添加劑的使用，熱解，化學溶解（定向解聚），可降解材料等。每種方法都有其獨創性和優點，但也有其缺點。

 

1.能量獲取-燃燒

 

獲得能量的方法是相對直接的處理方法。通過燃燒一部分可用于發電和提供熱量的高分子樹脂材料來獲得能量，但是由于復合材料的樹脂含量低，盡管發熱量高，但總熱值受到限制；由于復合材料中的玻璃纖維含量較高，因此在燃燒過程中，如果將大量玻璃纖維融化成玻璃，則很容易粘附到爐體或爐排上，從而產生潛在的安全隱患，因此，不可能實現工業化，實際上，廢物處理廠和發電廠并不愿意回收FRP產品。

 

2.水泥窯的協同處理

 

英國和德國的水泥窯協同工藝相對成熟，長期以來，人們對水泥窯中無堿玻璃纖維的成分和數量進行了很多實驗，以確保加入后水泥的質量不會受到影響，但是我國沒有成熟的實驗數據和成熟的應用經驗，目前一些企業正在該領域開展工作，也許不久的將來將采用這種處理方法，但是從某種意義上講，水泥窯聯合處理只是對無法再利用的廢物的處理，更不用談高價值。

 

3.化學溶解（定向解聚）

 

通過溶劑，溫度和壓力，聚合物在某個關鍵位置打開以形成長鏈單體或樹脂原料，這是使循環經濟成為現實的好方法。目前，許多大學都在基于聚合物材料的基礎上進行各種研究（主要是塑料和橡膠）。熱固性復合材料的基體樹脂降解過程也很活躍，然而尚未實現產業化，研究成果多處于實驗室狀態，設備投資比較大，經濟性還要做進一步的評測。

 

4.生物降解

 

目前，許多大學進行了可生物降解的生物基和可生物降解的材料（主要是塑料和橡膠）的開發工作，但對熱固性樹脂生物基和可降解的材料的研究較少，目前只有聚乳酸和由于性能的差異和可降解材料的高成本，一些材料仍處于研究階段，因此難以實現工業應用。

 

5.熱解

 

熱解是通過提取能量以形成多組分的小氣體或液體并分離纖維和填料來打開有機成分的聚合物鏈的方法，該方法通過縮合，催化和蒸餾過程產生的氣體和液體可以由輕質燃料油制得。產品大規模熱解，無需分段，更有效地回收碳纖維產品，目前上海交通大學和上海業實科技有限公司正在進行中試，上海腐殖質熱解工藝需要分離在熱解之前先研磨碳纖維產品?；厥盏奶祭w維為短纖維，難以控制其長度梯度。此外，對短碳纖維的長度和形狀沒有標準要求?；厥仗祭w維捷徑的主要方向是生產薄氈或織物，傳統的切斷氈的技術和設備是將未破碎的纖維切成一定的長度，然后均勻地分散成碎氈，目前尚無技術和設備的研究。此外，如何確保短纖維長度的均勻性和良好的分散性還需要進一步研究，碳纖維氈的制造過程還需要去除靜電和抗爆炸性，這需要相對較高的設備。碳/玻璃混合纖維的再利用。

 

為了熱解玻璃纖維復合材料的過程，有必要從經濟角度準確計算其效率并證明其工業化途徑的可行性，所需的能量和熱解油的量將影響玻璃纖維復合材料的各種生產過程和樹脂含量。熱解得到了極大的改善。熱解能源由電力，天然氣，煤炭，微波等升級為復合熱解直接產生的熱解氣和熱解油，大大降低了熱解過程的成本和自然能源的消耗，但是如果使用氣體提供熱解能熱解和熱解油，能充分滿足熱解的能源需求嗎？能生產出更多有價值的輕質油嗎？為此需要更多的實驗數據。如果熱解產生的能量不能滿足熱解所需的能量，推廣熱解玻璃纖維復合材料的工業化值得懷疑。

 

6.再處理

 

對于復合材料產品，在其使用壽命到期或報廢后，其功能可以直接轉移或加工以改變使用方向，從而可以重復使用，例如，葉片可用于管道，儲水罐高原缺水地區，化糞池等；可以將葉片腹板加工成墻的墻壁，保溫板等，以獲得較高的再利用價值，但是，由于回收葉片的數量相對較少，因此需要對再利用產品及其使用方向進行進一步研究。

 

7.機械粉碎添加

 

目前，這種方法是運行成本低，容易實現的工業回收技術，但是目前，水泥產品，如復合材料產品（SMC / BMC），建筑板，非承重井蓋，鋪路磚和馬六甲已被應用。絕大多數回收公司或地方政府為臨時處置而移動，收集或分解回收材料；如果將它們粉碎后進行處理，則環境和安全風險會更大，因為它們很容易誘發粉塵和燃燒，雨水會更嚴重地污染地面。

 

傳統的水泥產品或混凝土的使用，由于玻璃纖維與水泥的堿收成反應，導致建筑行業不敢應用，但是可以通過在抗裂砂漿中使用加工的玻璃纖維捷徑來解決這個問題。研究了玻璃纖維在砂漿中的功能和反應機理，以替代現有的PP纖維，木質素纖維和堿性玻璃纖維，技術進步包括恒溫復合材料和多種添加劑的回收和離解設備，該設備可確保玻璃纖維和樹脂以及保持一定的長度梯度，這些添加劑阻礙了玻璃纖維與水泥之間的聚集反應，確保了纖維分散的均勻性，并提供了更好的抗裂性和抗滲性。經過第三方對比測試，各種性能均優于傳統的PP纖維。與PP纖維相比，加工玻璃纖維具有更大的優勢。如今，該技術已在許多項目中使用。

 

綜上所述，結合當前復合材料回收技術的發展，通過破碎法將玻璃纖維廢料應用于反坦克砂漿是可行的，熱解技術可以實現碳纖維的回收，但需要對商業模式和回收設施進行進一步的研究和討論。實驗數據完成后，必須在性能計算后確定玻璃纖維增強復合材料的熱解，定向解聚技術還必須研究玻璃纖維的分離技術，解聚效率和關鍵設備。預計行業將迅速實現，并將識別出高基質樹脂利用率和循環效應。從源頭上解決復合材料中的基質樹脂回收問題，可降解基質材料的測試是終方向，但與此同時，應考慮在工藝條件下進行玻璃纖維回收。

 

從循環再利用的整體技術和產業發展的角度來看，循環利用技術的應用應基于循環利用技術的現狀，以實現循環利用綜合體的產業化；各種回收方法的工業化必須集中在回收玻璃纖維的再利用方法上。推廣和應用所有回收技術其目標是工業化，高效，低成本和高價值，從目前的技術狀況分析，實現復合材料回收的步驟如下：1、重復利用；2、機械粉碎添加再利用；3、熱解法；4、能量回收；5、定向解聚法；6、生物降解法。

 

熱固性復合材料固體廢棄物的回收產業的發展任重而道遠，希望行業各企業、研究機構、高校等繼續努力研究探索。

 

十八年的行業資源活力

 

十八年的品牌傳播實力

 

十八年的活動舉辦能力

 

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18653463667  于珍

 

作者：物資再生協會纖維復合材料再生分會 張榮琪 張軍

 

來源：化工信息周刊