碳纖維是一種直徑5至15微米的材料，由丙烯等纖維在1000至3000攝氏度下加熱碳化而成，其特點(diǎn)是重量輕、強(qiáng)度大。在碳纖維上浸漬加熱到一定溫度的液態(tài)塑料會(huì)凝固形成“碳纖維增強(qiáng)塑料”，這一材料自2000年代后期以來(lái)已大量用于飛機(jī)上，也被用在汽車(chē)上。

不過(guò)，現(xiàn)在市面上流通的大多是“熱固性”塑料。在加工使其凝固之后，再要加熱使其熔化或改變形狀會(huì)非常困難。因此，多余的廢料通常被作為工業(yè)廢物填埋處理。

如果不進(jìn)行循環(huán)利用，每當(dāng)制造新產(chǎn)品或更換零部件時(shí)就需制造新的碳纖維增強(qiáng)塑料，會(huì)消耗大量的資源和能源。碳纖維增強(qiáng)塑料有助于降低汽車(chē)和飛機(jī)的油耗，雖然在使用過(guò)程中減少了二氧化碳排放量，但缺點(diǎn)是在制造和處置過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響很大。

日本三菱重工業(yè)公司為美國(guó)飛機(jī)制造商波音公司的“波音787”生產(chǎn)主翼。對(duì)該公司而言，碳纖維回收利用也是一個(gè)長(zhǎng)期課題。

這一機(jī)型由全日空公司于2011年在世界上首次采用。在此之前，飛機(jī)的零部件中也曾使用碳纖維強(qiáng)化塑料。但是該機(jī)在主翼等部位大量使用碳纖維強(qiáng)化塑料，于是低油耗成為其賣(mài)點(diǎn)。三菱重工從化工企業(yè)采購(gòu)碳纖維增強(qiáng)塑料板，對(duì)其反復(fù)加熱、加壓使其變硬，再切割成主翼的形狀。

飛機(jī)的壽命為20至25年，但制造過(guò)程中產(chǎn)生的多余碳纖維增強(qiáng)塑料，一次都沒(méi)有使用就被廢棄。作為回收利用的第一步，三菱重工開(kāi)始利用這些廢料。

三菱重工在尋找共同進(jìn)行回收利用企業(yè)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了三菱電機(jī)公司有在吸塵器中使用碳纖維增強(qiáng)塑料的想法。因?yàn)榭紤]到吸塵器會(huì)被拿起放下或撞到墻壁，所以它需要用質(zhì)輕而強(qiáng)韌的材料來(lái)制造。三菱重工還找到了多家專(zhuān)門(mén)回收碳纖維增強(qiáng)塑料的企業(yè)。

三菱重工制造主翼，由回收企業(yè)將廢料再生成新的碳纖維增強(qiáng)塑料。三菱電機(jī)用脫胎換骨而來(lái)的增強(qiáng)塑料制作吸塵器的零件，上述回收利用網(wǎng)絡(luò)大約花了兩年時(shí)間得以建立。今年7月，在手柄和管子上使用再生碳纖維增強(qiáng)塑料的無(wú)繩吸塵器上市。

三菱重工商用飛機(jī)部門(mén)787主翼工作部相關(guān)負(fù)責(zé)人表示：“僅靠想法和技術(shù)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)回收的。提供廢料的‘入口’和使用回收材料的‘出口’之間如何連接非常重要。”據(jù)該公司介紹，上述技術(shù)需要用到高溫?zé)崃?，?huì)消耗一定的能源，但與從零制造碳纖維相比，從廢料中提取碳纖維可將二氧化碳排放量降至原來(lái)的十分之一左右。

化學(xué)品制造企業(yè)“帝人”正從與三菱重工不同的角度來(lái)應(yīng)對(duì)碳纖維回收的挑戰(zhàn)。

該公司開(kāi)發(fā)了易于回收利用的碳纖維增強(qiáng)塑料的量產(chǎn)技術(shù)。浸漬碳纖維的是一種“熱塑性”塑料，即使在加工后也可以通過(guò)高溫得到軟化并自由成型。

很多碳纖維增強(qiáng)塑料中使用的熱固性材料只要加熱到60至70攝氏度就會(huì)變成半干的液體，容易滲入碳纖維。但是，熱塑性塑料需要加熱到250至300攝氏度才能變成液體，而且還有像糖漿一樣的黏性，很難均勻地浸漬到碳纖維上。

“帝人”公司通過(guò)在碳纖維的表面上下功夫，開(kāi)發(fā)出易于處理的熱塑性塑料，確立了可均勻浸漬碳纖維的技術(shù)。這種材料在使用后再加熱到300攝氏度左右又會(huì)變軟，可以重新成型為另一種產(chǎn)品。