旭化成开发回收连续碳纤维的基础技术

2022 年 12 月 14 日

旭化成公司

旭化成开发回收连续碳纤维的基础技术

—为低碳社会实现高能效—

 

旭化成与国立技术研究所、北九州大学和东京理科大学合作，在“汽车碳纤维循环经济计划”（以下简称“项目”）下开发了连续碳纤维回收利用的基础技术，该项目得到了日本新能源和产业技术发展组织（NEDO）2021 至 2022 财年“能源和新环境技术可行性研究计划”的支持。

 

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该项目于 2021 年 5 月通过了 NEDO 能源与环境新技术可行性研究计划，旨在发现能源与环境领域中长期解决方案所需的技术种子，包括节能、新能源和 CO ₂减排，这些与现有技术不同，可应用于未来的国家项目，为显着提高能源效率和实现低碳社会做出贡献。

该项目旨在实际应用回收系统，将汽车废弃的碳纤维增强塑料 (CFRP) 或碳纤维增强热塑性塑料 (CFRTP) 中的碳纤维重新用作汽车用 CFRP 或 CFRTP。通过将汽车废弃的碳纤维作为连续碳纤维进行回收利用，可以提供质优价廉的CFRTP，从而实现车辆轻量化和节能。这也有望在经济上受益并加强日本优异的碳纤维和汽车行业的竞争力。

 

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传统的回收技术将碳纤维回收为短切碳纤维^※1。然而，由于短切碳纤维与原始连续碳纤维的差异很大，因此有必要开发单独的复合技术。相比之下，该项目实现了碳纤维的连续回收，允许使用现有的复合技术，从而有可能实现循环经济的闭环回收^※2。

为该项目开发了“电解硫酸法”。 “电解硫酸法”是利用电解硫酸产生的氧化性活性种^※3，分解CFRP/CFRTP的树脂成分，提取和回收碳纤维的技术。该技术具有三个特点：（1）可以分解任何种类的树脂，（2）回收碳纤维的强度不会降低，（3）碳纤维可以作为连续纤维回收。

开发了从用于水肺潜水的小型商用 CFRP 储罐中回收连续碳纤维的基本技术。回收的连续碳纤维没有“加捻”和“起毛”现象，可以和新碳纤维一样处理。通过反复使用纤维缠绕^※4，实现罐对罐循环经济。

旭化成还利用回收的连续碳纤维和LEONA™聚酰胺树脂开发 CFRTP-UD胶带（单向胶带，一种单向连续纤维增强材料）。CFRTP-UD胶带强度高于金属，有望应用于汽车车架和车身，从而进一步实现将汽车零部件回收再利用成其他汽车零部件。
→开发单向胶带（UD-Tape）：碳纤维增强聚酰胺树脂

展望未来，旭化成将进行示范和发展业务，目标是在 2030 年左右实现实际应用。

旭化成集团旨在从“关爱地球”的角度，通过专注于使用生物质原材料、回收原材料和可再生能源等举措，为碳中和和可持续发展的世界做出贡献。公司以“成为开拓者”为主题的2024年度中期经营计划，深化与其他公司的合作，进一步推进提供具有可持续特征的产品和服务，努力满足客户和社会的期望。

 

※1​将碳纤维切成 3 至 24 毫米长度的碳纤维加工产品

※2​一种制造过程，通过该过程可以使用产品或材料，然后将其转化为新产品而不会在回收过程中失去其特性。

※3​一种氧化性很强的物质，能分解树脂。

※4​一种成型方法，其中粗纱（连续纤维束）在用树脂浸渍的同时排列并以预定角度围绕旋转模具连续缠绕。

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