從2022“JEC世界”看復合材料可持續性動向

復合材料市場上第一個受新冠疫情影響的事情是2020年3月“JEC世界”展會的取消。取消展會的官方通知僅僅在展會開幕前六天發出，當時被認為只是由于病毒的未知軌跡而延期。然而，由于漫長的疫情持續時間和各種全球限制，這一決定導致了2020年和2021年面對面展會的取消。因此，當2022年“JEC 世界”（已從3月改為5月）最終順利推出時，它標志著全球復合材料行業的一個重大里程碑。

根據JEC的數據，此次展會有32000多名觀眾，大部分親自聚集在巴黎，參觀了1201家參展商的展品（還有一個同時舉行的網上展會）。雖然這兩個數字都低于2019年，但此次展會看來相當活躍，在產品發布、內容、商業活動和出席人數方面都超出了所有預期。

本屆“JEC世界”顯示了復合材料行業在材料、制造工藝和用途方面的新發展。有很多展臺展出了用于以下用途的材料、機械或模制件：電動汽車蓄電池外殼、儲氫壓力容器、城市空中交通（空中出租車）和超長風力渦輪機葉片主梁等。

本屆“JEC世界”的會議節目清楚地突出了今年最具影響力的主題：用于可持續世界的復合材料?？沙掷m發展觀念持續上升，成為復合材料增長的關鍵驅動力，使各種應用行業能夠實現雄心勃勃的可持續發展目標：從能源和運輸，到建筑和基礎設施，等等。這些會議強調了復合材料日益增長的應用將為人類活動開辟令人振奮的新天地，改善人們的生活，開創一個更美好、更可持續的世界。

會議中重點討論了復合材料如何有助于減少二氧化碳排放、產生清潔能源、在面對不斷變化的氣候影響時具有適應性和更長的壽命等問題，同時涉獵了使用天然纖維、使用生物基樹脂、回收利用各種材料（纖維、樹脂、復合材料等）、增加可再生能源的使用、進行更穩健和徹底的生命周期分析等可持續性話題。很明顯，當前整個復合材料行業——以及整個世界——看來都在積極尋找可持續發展解決方案，以應對當今的挑戰。

以下是2022“JEC世界”展示的幾種凸顯可持續性主題的產品和技術實例。

電動汽車器件

德國朗盛集團的Tepex?產品族是用各種纖維織物增強的熱塑性塑料片材。朗盛在2022“JEC世界”展會上著重推介其產品在電動交通和可持續性方面的應用。該公司展出了Tepex在電動汽車前端支架和蓄電池底盤中的系列用途。另外該公司聲稱高電壓蓄電池外殼是Tepex在電動汽車中的潛在大用途。相關人士說：“該器件不需要任何金屬增強。它驗證了熱塑性復合材料在重量和成本降低、功能集成和電氣絕緣性能方面優于金屬?！?/p>

儲氫容器

儲氫壓力容器是當今復合材料的新興市場之一，展會上儲氫罐是流行（popular）展品，展商數量很多。談到儲氫容器這一新興市場時，美國碳纖維制造商赫氏公司（Hexcel）有關人士興奮地說道：“氫是未來的能源，而對氫來說，碳纖維是關鍵?！彼赋?，目前的儲氫壓力容器每個約消耗50公斤碳纖維。最重要的是，這種壓力容器需用航空航天級的碳纖維。Hexcel正在努力調整和優化壓力容器用的纖維和樹脂，以降低成本，提高性能。

先進空中交通

先進空中交通（AAM）又稱城市空中交通（UAM），所用飛機是以電為動力的垂直起降飛機（俗稱空中出租車）。在索爾維集團的展臺上展出了VX4飛機的模型，這是英國垂直宇航公司的AAM飛機。該飛機正在開發之中，其特點是采用索爾維材料制成的氣動結構。據介紹，垂直宇航公司預計在2022年夏天試飛VX4的原型，該公司正在與索爾維集團合作，為未來的飛機開發下一代材料。其相關人士說，關鍵是要使這架自動化的、采用非熱壓罐固化工藝和熱塑性材料制造的飛機“經得起未來考驗”。

天然纖維

瑞士亞麻纖維材料專業廠商Bcomp公司強調，公司對天然纖維復合材料越來越感興趣，并越來越多地將其用于商業用途，包括最近與德國寶馬汽車集團合作開發的系列汽車零部件，以及在展會上展出的數艘大量使用亞麻纖維復合材料的船艇。寶馬宣布已推出其M4 GT4賽車系列的新款，隨著Bcomp公司成為寶馬M賽車的正式合作伙伴，M4 GT4系列的發展將可持續性提升到了一個新的水平，把Bcomp公司的ampliTex和powerRibs天然纖維復合材料技術廣泛應用于一系列汽車部件，如發動機罩、車門、行李艙、后翼板及幾種車內器件。。

Bcomp公司展臺上還展出了一個摩托車剎車蓋，該剎車蓋獲得了2022年JEC復合材料體育、休閑和娛樂類創新獎。與合作伙伴奧地利KTM技術公司共同開發的剎車蓋是把亞麻纖維復合材料結構粘接到一個PA6塑料制件上形成。

法國Demgy公司著力推介了它在零廢物工藝、使用天然纖維和回收材料方面的新研發和商業能力。其展品包括由天然纖維復合材料制成的自行車鞍座和頭盔。

循環經濟

例1。風力發電機制造商西門子歌美颯可再生能源公司憑借其可回收葉片獲得了2022“JEC世界”可再生能源類的創新獎。該創新是一種可輕易溶化和回收的海上風力渦輪機葉片。這種可回收葉片具有該公司久負盛名的高質量和使用壽命。退役后，可通過在弱酸條件下溶解其基體來回收葉片，從而防止不必要的填埋。其增強材料、芯材、塑料和金屬零件都可以很容易地以良好的質量和價值回收利用?；w可再生成為具有可觀性能的熱塑性材料。回收的基體和增強材料可以重新用于適當的用途。

例2。在2022“JEC世界”展會期間，英國國家復合材料中心（NCC）宣布與合作伙伴Cygnet Texkimp公司和Longworth公司合作的一個新項目取得成功。該項目使用Longworth公司的DEECOM加壓蒸汽回收再生工藝，從回收的壓力容器中再生連續碳纖維，并驗證這些纖維完好無損，足以再制造成新的壓力容器。NCC的下一步研究包括對再生材料和再生壓力容器的分析。該項目是NCC規模更大的氫氣項目的一部分。

例3。英國Gen 2 Carbon公司是一家利用回收碳纖維廢料生產非織布的制造商，其產品在汽車、風能、電池和其他市場領域的用途和需求不斷增長。該公司的技術采用噴水切割和熱解工藝，用來回收航空航天和汽車廢料中的長纖維，并將其重新用于非織布。該公司計劃繼續擴大其業務，以滿足不斷增長的需求。

碳纖維的可持續性

關于碳纖維的未來，除了明顯的成本問題外，現在的挑戰是纖維制造過程的高二氧化碳排放量，這是汽車制造商回避使用它的第二個原因。風電市場已經學會了戰略性地將碳纖維只用于葉片主梁帽中，而使用碳纖維的一臺渦輪機在幾個月內就能償還制造和安裝它所用的所有能量。航空航天，包括新興的UAM（城市空中交通）市場，可以繼續采用碳纖維結構，因為UAM可實現蓄電池供電的飛行，可大大減少排放。美國能源部有一項“地球計劃”，在十年內以每公斤1美元的價格提供清潔的氫，與今天相比，成本降低了80%。有專家建議復合材料行業也需要一個類似的碳纖維項目，重點是在類似的時間框架內將二氧化碳足跡減少80%或更多。在碳纖維制造中，生物基聚丙烯腈前驅體、干紡、使用清潔能源的電爐、碳捕獲等技術可能在開發解決方案方面發揮作用，尤其是在汽車等工業市場。此外，在2019年推廣的回收碳纖維的可用形式，在今年展會上又有展示（用回收纖維制作的下游中間體和模塑件），證明循環經濟確實正在興起。