復合材料循環經濟中的難題


(從左至右):復合材料中心的露西·埃格斯頓(Lucy Eggleston),固瑞特(Gurit)的保羅·斯潘塞(Paul Spencer),Polynt Composites的馬丁·賴特(Martin Wright),ELG Carbon Fibre的本·安德魯(Ben Andrew)和Airborne的喬·薩默斯(Joe Summers)。 10月31日在英國伯明翰NEC舉行的高級工程會議上,循環經濟中的復合材料成為了激烈辯論的主題。
 
  它由英國復合材料中心的斯特拉·喬布(Stella Job)主持,涉及復合材料中心的露西·埃格斯頓(Lucy Eggleston),固瑞特(Gurit)的保羅·斯潘塞(Paul Spencer),Polynt Composites的馬丁·賴特(Martin Wright),ELG碳纖維的本·安德魯(Ben Andrew)和Airbone的喬·薩默斯(Joe Summers)。
 
  數字化
 

 
  Airborne在荷蘭和英國設有業務部門,專門從事通過自動化和數字化技術對耐用纖維增強復合材料進行工程設計和制造的工業化,重點在于以極低的轉換成本實現高生產率。
 
  “復合材料本質上是可持續的,使飛機更輕,葉片更長,并且增加了結構的耐久性,”喬·薩默斯(Joe Summers)說道。 “工業4.0將使復合材料的生產和減少工藝過程中的浪費變得更便宜,但是真正的突破是確切地了解終復合材料產品中的成分,以實現和理解零件制造中涉及的所有過程。這將有助于組件的回收選項,我們將能夠將其反饋到產品設計中。"“工業4.0和接近終形狀的制造是真正的解決方案,因為如果我們能夠加快生產速度,我們可以進入更多的市場并達到所需的關鍵質量。”
 
  他補充說,目前,輕量化的需求比材料的實際性能對選擇的影響更大。
 
  他說:“推動回收的是立法。” “例如,REACH要求公司注冊其不同的化學物質,并且不需要在上游擴大該要求。”
 
  暢通的路線
 
  ELG的本·安德魯(Ben Andrew)指出,目前不銹鋼的回收率超過90%,鋁的回收率超過70%,但目前只有不到1%的復合材料得到了回收,這肯定必須改變。
 
  ELG正在努力將其回收碳纖維重新標識為新等級,以幫助將來實現標準化。 ?內部復合材料ELG正在努力將其回收碳纖維重新標識為新等級,以幫助將來實現標準化。 內部復合材料他說:“我們的供應商有大量廢物,我們已經找到了回收的明確途徑,但我認為標準化是提高整個行業回收率的關鍵。” “復合材料在纖維和樹脂類型方面具有固有的靈活性,這在回收方面存在問題,因此,要實現完全循環經濟,我們需要盡可能地標準化。塑料行業在這方面已經走了很長一段路,但是復合材料尚未取得重大進展。工程師和化學家會優先考慮設計,不僅是為了制造,而且還要進行拆卸和回收,以應對這一挑戰。這也是達到臨界水平以允許工程師繼續前進的問題。”
 
  憑借從航空航天客戶那里獲得的廢料,ELG努力將纖維重新標識為新等級,這是朝著這個方向邁出的積極一步。

  玻璃鋼
 

 
  對于主要服務于玻璃纖維增強塑料(GRP)市場且總部位于英國Immingham的特種聚合物樹脂和中間體制造商Polynt的Martin Wright而言,可持續發展信息已被鋁和鋼鐵行業強行控制,他們將重點轉移到了回收上遠離復合材料在加工和終產品方面的明顯優勢。
 
  他承認,但是,GRP是一種低價值產品,如果該行業不違反法規,就必須找到成功回收GRP的途徑。
 
  他說:“玻璃鋼行業是在原材料非常便宜,零碎價格為零,勞動力成本高的時候發展起來的。” “現在已經改變了。”
 
  但是,在回收方面,他說,許多GRP復合材料中有很多含有鹵化化學成分的阻燃劑處理,很難追蹤。
 
  斯特拉·喬布斯(Stella Job)補充說,通過與水泥窯中作為固體回收燃料(SRF)的其他廢物進行共處理,GRP在德國得以成功回收。這樣可以從有機部分中回收能量,礦物填料和玻璃成為水泥熟料的原料。目前正在嘗試在英國復制這種成功,但是除了需要進行大量測試之外,困難在于獲得所需的更高數量。
 
  Prodrive Composites與ELG合作制造的再生碳纖維后擋板。 內部復合材料“目前對我們來說這樣做不經濟,但是我們已經開始與廢物承包商合作,廢物承包商現在每年收集約20萬噸,并且我們已經開始與水泥窯爐進行討論以推動這一進展。”

  設計
 
  固瑞特已經在復合材料生產中著重于設計,以減少對石化產品的依賴,但保羅·斯賓塞(Paul Spencer)指出,復合材料除了碳纖維生產中的高生產能耗以及大量碳的產生外,還存在問題的復雜供應鏈。