Prodrive Composites公司开发了一种用于生产可回收复合材料部件的工艺,所生产的部件,能够满足未来报废车辆指令要求而不会对原部件的性能带来任何影响。

该工艺名为“P2T”(“Primary to Tertiary”的简称),它不仅简化了回收,而且赋予了复合材料实现3次或更多次有效使用寿命的潜力。

满足报废车辆指令要求,一种用于生产可回收复合材料部件的新工艺-复合材料网
一种用于生产可回收复合材料部件的工艺

在采用P2T工艺的生产过程中,复合材料不需要加热和加压,这意味着不需要热压罐,可降低成本,从而在无需重大投资的情况下扩大生产规模。这项工艺的基础是,应用一种反应性热塑性树脂而不是更常用的热固性树脂。在有纤维存在的情况下,一种塑料单体与催化剂反应,以生产出一种固化的层压结构。Prodrive Composites公司确信,这是第一次开发出这种技术,该技术是在与一家汽车OEM客户合作,为其开发所需的一种对环境影响要比传统复合材料低的高性能结构材料时诞生的。

“使用寿命结束后的回收利用问题,是当今复合材料行业争论的最大问题之一。” Prodrive Composites 公司总工程师John McQuilliam说,“这一问题还影响到汽车制造商和更广泛的行业。比如在造船行业中,旧的玻璃纤维船经常被拆解,然后送到垃圾填埋场。回收的主要障碍是所使用的树脂类型。通常,热固性树脂占主导地位,但却不易于回收。”

从历史上看,复合材料行业一直是从提供预浸料(树脂预浸渍的机织纤维片材)卷料这一基础开始的,然后,客户们将此预浸料铺放到模具中,以获得三维部件,通过加热固化,固定成最终的形状。热固性树脂是支持这种供应链方式的非常方便的材料。但随着更严格的车辆报废条例的出台,需要更好的替代材料。

采用P2T工艺生产的复合材料可循环使用多次。原生纤维在第一次被应用的过程中,可以提供最高的力学性能,从而能够生产出高负载的结构部件,如悬架摇臂。当部件的使用寿命结束时,纤维和大部分树脂可以通过化学解聚或热解聚的方式而得到回收,以作为次要部件如车身板的原材料。

当次要部件的使用寿命结束时,可以将其切碎并重塑成其特性适合于三维实体部件的块料。这种第三级的部件本身可以循环使用多次,直到最后,重新熔化的树脂可以得到回收,纤维经研磨后被提供给其他更低级的部件使用。

P2T工艺还能与先进技术相兼容,如许多领先的复合材料生产商正在采纳的订制纤维铺放(简称“TFP”)技术。与传统织物相比,TFP技术能够更有效地使用纤维,而且与P2T回收方法高度互补。

“这真是一项令人振奋的开发,它最终解决了复合材料面临的回收性挑战问题。” McQuilliam说道,“我们开发并完善了这项工艺,并能够在短短的12个月之内,将新的客户应用纳入到批量化的生产之中。”