该产品不仅可通过在特定温度下短时间加热来修复受损部位,还能够通过简便工序进行回收利用,有助于延长产品寿命并推动资源循环。
1. 背景与经过
(1)CFRP凭借“高强度、轻量化”的突出优势,已广泛应用于飞机、汽车、体育用品等领域。
(2)近年来,在全球变暖背景下,市场对有助于减少产品全生命周期温室气体(ink-id="link-1784788173529-0.6294577827243051">GHG)排放的材料需求日益增长。然而,传统热固性CFRP无法熔融或再成型,使用后产生的废弃物大多只能进行焚烧或填埋处理,因此亟需开发可降低环境负担的新型材料。
(3)本公司此前已通过推广环保型碳纤维品牌“Tenax Next”等措施,致力于减少GHG排放和削减废弃物。
(4)在此过程中,本公司运用多年来积累的高分子材料设计技术,开发出一种新型树脂——它既保持了优异的机械性能,又可通过再成型或树脂分解实现回收,并且具备加热自修复功能。通过将该树脂应用于CFRP,我们成功开发出有助于降低环境负荷的循环型ink-id="link-1784788173535-0.06865763868094366">热固性CFRP。
2. 新产品的特点
新产品在维持传统CFRP所需的强度、刚性等机械性能的同时,具备以下三大特点,可在产品的制造、消费和废弃各阶段促进回收利用,并通过延长产品寿命来减少废弃物:
(1)加热自修复功能
新产品在特定温度下短时间加热后,受损的树脂层可得到修复(见图1)。这使得使用过程中产生劣化的CFRP无需废弃即可继续服役,从而通过延长产品寿命来减少废弃物。

(2)通过再成型实现CFRP的高回收性
传统热固性CFRP一旦成型,所含的热固性树脂即使加热也不会熔融或流动,因此无法再成型。而新产品在成型后仍在一定温度范围内表现出流动性,可通过ink-id="link-1784788173536-0.05089088169183964">压缩成型等方式实现CFRP的回收利用。
(3)通过ink-id="link-1784788173533-0.7064061354619493">树脂分解实现碳纤维的高回收性
以往,从回收的废旧热固性CFRP中分离碳纤维,需要在超过400℃的高温炉中长时间燃烧分解树脂,环境负荷较大。新产品只需浸渍于特定化学药剂中即可分解树脂,从而轻松分离出碳纤维。由此实现了环境负荷低且生产效率高的碳纤维回收工艺(见图2)。
3. 未来展望
(1)帝人计划于2028年度开始提供新产品的样品,并将与大学及研究机构合作推进研发。主要面向对轻量化、耐久性提升和环境负荷降低需求强烈的飞机、汽车、工业机械等领域,广泛拓展应用。
(2)同时,着眼于未来量产和社会实际应用,帝人将推进从材料设计到部件设计、回收工艺的一体化优化开发,并与合作伙伴企业共同推进用途开发和供应链建设。
(3)帝人将努力把业务活动对环境和社会造成的负面影响最小化,同时致力于实现长期愿景——“成为支撑未来社会的企业”。





