材料回收利用以汽車為例課件

主要內(nèi)容

123汽車環(huán)保法規(guī)要求及標(biāo)準(zhǔn)介紹中國汽車產(chǎn)品回收利用體系汽車非金屬材料及制品4復(fù)合材料廢棄物回收利用一、環(huán)保法規(guī)要求和標(biāo)準(zhǔn)介紹國家環(huán)保部國家認(rèn)監(jiān)委國家工信部一、環(huán)保法規(guī)要求和標(biāo)準(zhǔn)介紹可再利用率（Rcyc）和可回收利用率（Rcov）一、環(huán)保法規(guī)要求和標(biāo)準(zhǔn)介紹■工信部2015年38號文

《汽車有害物質(zhì)和可回收利用率管理要求》規(guī)定：

1、汽車產(chǎn)品有害物質(zhì)和可回收利用率納入產(chǎn)品公告管理，新產(chǎn)品2016年1月1日實(shí)施，在產(chǎn)產(chǎn)品2018年1月1日實(shí)施。

2、對豁免范圍內(nèi)的零部件需填報《有害物質(zhì)信息表》及《RRR佐證材料》進(jìn)行備案。產(chǎn)品獲得公告后6個月內(nèi)向車輛拆解企業(yè)提供《車輛拆解指導(dǎo)手冊》。

3、兩個依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T30512《汽車禁用物質(zhì)要求》和GB/T19515-2015《道路車輛可再利用率和可回收利用率計算方法》

汽車有害物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求（GB/T30512-2014）一、環(huán)保法規(guī)要求和標(biāo)準(zhǔn)介紹有害物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值鉛（Pb）及其化合物1000mg/kg汞（Hg）及其化合物1000mg/kg鎘（Cd）及其化合物100mg/kg六價鉻（Cr）基材1000mg/kg金屬鍍層0.02mg/kg(或0.02μg/cm2)多溴聯(lián)苯（PBBs）1000mg/kg多溴二苯醚（PBDEs）1000mg/kg

有害物質(zhì)的檢測一、環(huán)保法規(guī)要求和標(biāo)準(zhǔn)介紹檢測單元的分類：a)構(gòu)成汽車零部件的均質(zhì)材料；b)汽車零部件的金屬鍍層；c)現(xiàn)有條件下難以進(jìn)一步拆分的非均質(zhì)材料。

檢測單元的拆分參照GB/Z20288-2006電子電器中有害物質(zhì)檢測樣品拆分通用要求。

有害物質(zhì)的檢測標(biāo)準(zhǔn)：一、環(huán)保法規(guī)要求和標(biāo)準(zhǔn)介紹—QC/T941-2013汽車材料中汞的檢測方法；—QC/T942-2013汽車材料中六價鉻的檢測方法；—QC/T943-2013汽車材料中鉛、鎘的檢測方法；—QC/T944-2013汽車材料中多溴聯(lián)苯（PBBs）和多溴二苯醚（PBDEs）的檢測方法；—GB/T23263-2009制品中石棉含量測定方法。

有害物質(zhì)合格判定分為定性判定和定量判定，定量判定按下表：一、環(huán)保法規(guī)要求和標(biāo)準(zhǔn)介紹測試項目儀器管控限值（mg/kg）鉛（Pb）ICP-OES900汞（Hg）ICP-OES900鎘（Cd）ICP-OES90六價鉻（Cr）基材UV-VIS900金屬鍍層0.02多溴聯(lián)苯（PBBs）GC-MS900多溴二苯醚（PBDEs）GC-MS900注：管控限值高于標(biāo)準(zhǔn)限值因為考慮了測量誤差，在對定量的檢測報告進(jìn)行判定時要以此為依據(jù)。

可再利用率和可回收利用率有關(guān)術(shù)語（GB/T26989-2011）

再利用—經(jīng)過對報廢車輛零部件的再加工處理，使之能夠滿足其原來使用要求或者用于其他用途，不包括使其產(chǎn)生能量的處理過程。

回收利用—經(jīng)過對報廢車輛零部件及廢棄物的再加工處理，使之能夠滿足其原來的使用要求或者用于其他用途，包括使其產(chǎn)生能量的處理過程。一、環(huán)保法規(guī)要求和標(biāo)準(zhǔn)介紹

可再利用率和可回收利用率有關(guān)術(shù)語（GB/T26989-2011）

能量回收—通過焚燒、熱解等方式處理廢棄物以回收能量的方式。

可再利用率—新車中能夠被再利用和/或再使用部分的質(zhì)量占車輛整車整備質(zhì)量的百分比?？苫厥绽寐省萝囍心軌虮换厥绽煤?或再使用部分的質(zhì)量占車輛整車整備質(zhì)量的百分比。一、環(huán)保法規(guī)要求和標(biāo)準(zhǔn)介紹

可再利用率和可回收利用率的計算（GB/T19515-2015）

質(zhì)量變量符號和定義一、環(huán)保法規(guī)要求和標(biāo)準(zhǔn)介紹符號定義mp在預(yù)處理階段考慮的材料質(zhì)量mD在拆解階段考慮的材料質(zhì)量mM在金屬分離階段考慮的金屬的質(zhì)量mTr非金屬殘余物處理階段被認(rèn)為是可再利用材料的質(zhì)量mTe非金屬殘余物處理階段被認(rèn)為是可進(jìn)行能量回收的材料的質(zhì)量mV車輛整備質(zhì)量

可再利用率和可回收利用率的計算（GB/T19515-2015）

計算的四個階段一、環(huán)保法規(guī)要求和標(biāo)準(zhǔn)介紹預(yù)處理計算出mp拆解計算出mD金屬分離計算出mM非金屬殘余物處理計算出mTr和mTe

可再利用率和可回收利用率的計算（GB/T19515-2015）

材料的分類：

a）金屬

b）聚合物，不包括橡膠

c）橡膠

d）玻璃

e）液體

f）經(jīng)過改良的有機(jī)天然材料（如皮革、紙板、棉毛織物）

g）其他（不能進(jìn)行詳細(xì)分類的零部件和/或材料）一、環(huán)保法規(guī)要求和標(biāo)準(zhǔn)介紹人造革（PU）、化纖織物等應(yīng)該歸到聚合物類。

可再利用率和可回收利用率的計算（GB/T19515-2015）

可再利用率計算：一、環(huán)保法規(guī)要求和標(biāo)準(zhǔn)介紹可回收利用率計算：

二、中國汽車產(chǎn)品回收利用體系2010年7月15日，長春成立中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會，上海汽車工業(yè)（集團(tuán)）總公司、中國第一汽車集團(tuán)公司、北京汽車工業(yè)控股有限責(zé)任公司、長安汽車（集團(tuán)）有限責(zé)任公司、東風(fēng)汽車公司、廣州汽車工業(yè)集團(tuán)有限公司等六大汽車集團(tuán)在內(nèi)的20家單位成員單位以市場導(dǎo)向的共性技術(shù)研究為目標(biāo)、產(chǎn)學(xué)研用為基礎(chǔ)的技術(shù)創(chuàng)新合作平臺組織機(jī)構(gòu)的設(shè)置即考慮產(chǎn)業(yè)化、市場化、共性化的產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新方向聯(lián)盟下設(shè)理事會、技術(shù)委員會、產(chǎn)業(yè)化委員會同時也是“綠色制造技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟”專業(yè)聯(lián)盟中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會張小虞副會長擔(dān)任聯(lián)盟理事長汽車產(chǎn)品回收利用產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)

戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè):2010年9月19日通過《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》，節(jié)能環(huán)保等七大產(chǎn)業(yè)入選

“‘戰(zhàn)略性’是針對結(jié)構(gòu)調(diào)整而言的，‘新興’主要在于技術(shù)的創(chuàng)新和商業(yè)模式的創(chuàng)新?！?/p>

減排目標(biāo)：2020年中國單位GDPCO2排放比2005年下降40%~45%“大力發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)，積極發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，研發(fā)和推廣氣候友好技術(shù)”綠色制造（又叫清潔生產(chǎn)、面向環(huán)境的制造）指在保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本的前提下，綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式。它使產(chǎn)品從設(shè)計、制造、使用到報廢整個產(chǎn)品生命周期中不產(chǎn)生環(huán)境污染或使環(huán)境污染最小化，符合環(huán)境保護(hù)要求，節(jié)約資源和能源，使資源利用率最高，能源消耗最低，并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會生態(tài)效益協(xié)調(diào)最優(yōu)化?？沙掷m(xù)發(fā)展背景下的制造模式中國科學(xué)院院長路甬祥

“縱觀先進(jìn)制造技術(shù)的演進(jìn)趨勢，‘綠色’和‘智能’將成為主要發(fā)展方向”“至2030年，機(jī)電、汽車產(chǎn)品回收再造技術(shù)得到普及”

《中國至2050年先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展路線圖》AdvancedManufacturingTechnologyinChina:ARoadmapto2050

產(chǎn)品生命周期中的生產(chǎn)者延伸責(zé)任產(chǎn)品生命周期量產(chǎn)前準(zhǔn)備市場分析調(diào)查產(chǎn)品概念設(shè)計樣機(jī)確認(rèn)零件確認(rèn)采購制造生產(chǎn)銷售使用及售后回收利用拆解處置清潔生產(chǎn)

綠色消費(fèi)回收利用與處置責(zé)任減量化責(zé)任

信息披露責(zé)任

綠色設(shè)計

中華人民共和國循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法（2009年1月1日正式實(shí)施），明確建立以生產(chǎn)者為主的延伸責(zé)任制度“汽車產(chǎn)品回收利用技術(shù)政策”要求“加強(qiáng)汽車生產(chǎn)者責(zé)任的管理，在汽車生產(chǎn)、使用、報廢回收等環(huán)節(jié)建立起以汽車生產(chǎn)企業(yè)為主導(dǎo)的完善的管理體系”汽車回收利用產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀,機(jī)遇與挑戰(zhàn)現(xiàn)狀:汽車產(chǎn)銷量世界第一，報廢汽車數(shù)量巨大報廢汽車回收拆解企業(yè)498家，技術(shù)水平和規(guī)模差異很大，二次污染較為嚴(yán)重我國勞動力資源豐富，“機(jī)械化工具+手工拆解”的深度拆解作業(yè)方式，可以保證達(dá)到較高的實(shí)際回收利用率機(jī)遇與挑戰(zhàn):低能耗、低污染、低排放的低碳發(fā)展：提高資源利用率是重要途徑環(huán)保達(dá)標(biāo)作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第一要素：控制報廢汽車拆解過程的污染問題探索新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式和關(guān)鍵支撐技術(shù)：發(fā)展退役汽車產(chǎn)品的高附加值再利用

手工拆解工藝可以保證達(dá)到較高的回收利用率

國家標(biāo)準(zhǔn)GB22128-2008我國報廢汽車回收利用產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)測

擁有量新增量報廢量報廢率ELV年處理量再制造再使用車用材料再利用壓縮、剪切打包破碎分選ASR填埋處置年產(chǎn)值

萬輛萬輛萬輛%萬噸萬噸萬噸萬噸萬噸萬噸萬噸萬噸億元2015953814916446.71000(5%)(5%)(15%)(55%)(0%)(0%)(20%)300~34050501505500020020171127216917786.91200(10%)(5%)(15%)(55%)(0%)(0%)(15%)360~400120601806600018020201410320059957.11500(10%)(10%)(15%)(54%)(4.8%)(1.2%)(5%)450~500150150225810721875報廢汽車

100%2020年

995萬輛1500萬噸填埋處置5%75萬噸拆解企業(yè)600家（規(guī)模1~3萬噸）破碎分選企業(yè)230家，其中：-壓縮打包工藝：218家（規(guī)模3萬噸）-破碎分選工藝：12家（規(guī)模5萬噸）ASR處理：3家（規(guī)模3~6萬噸）汽車粉碎殘余物零部件再制造企業(yè)150家再使用/再制造20%零部件再制造10%150萬噸零部件再使用10%150萬噸回收利用75%零部件車用材料再利用15%225萬噸材料機(jī)械化壓縮剪切、打包再利用54%810萬噸材料機(jī)械化破碎機(jī)械化分選再利用4.8%72萬噸ASR再利用回收利用1.2%18萬噸（2015~2020）我國汽車產(chǎn)品回收利用產(chǎn)業(yè)體系（2015~2020）汽車回收利用產(chǎn)業(yè)完全有潛力能成為“掌握關(guān)鍵核心技術(shù)，具有市場需求前景，具備資源能耗低、帶動系數(shù)大、就業(yè)機(jī)會多、綜合效益好”的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)報廢汽車回收利用產(chǎn)業(yè)政策的決策模型市場驅(qū)動原則（政策支持/市場準(zhǔn)入制/政策性貸款）報廢汽車回收拆解、破碎/金屬再利用/零部件再使用與再制造/車用塑料再利用管制行動原則（生產(chǎn)者延伸責(zé)任原則，生產(chǎn)者/生產(chǎn)者責(zé)任組織/政府部門，財政預(yù)算）廢棄物環(huán)保處置/禁用物質(zhì)零部件處置/ASR處置協(xié)議行動原則（政策支持/財政補(bǔ)貼/政策性貸款）輪胎、橡膠再利用/蓄電池再利用/車用電子產(chǎn)品再利用自愿行動原則（政策支持/政府獎勵/財政補(bǔ)貼）減量化與信息公開責(zé)任/車用玻璃/熱塑性彈性體/天然改性材料再利用汽車產(chǎn)品(2020)汽車產(chǎn)品(2010)汽車產(chǎn)品回收利用產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的意義汽車產(chǎn)品回收利用產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖2020年2015年2010年建立中國報廢汽車零部件再制造和高附加值再利用技術(shù)應(yīng)用體系戰(zhàn)略目標(biāo)技術(shù)重點(diǎn)報廢汽車綠色深度拆解技術(shù)退役零部件再制造和高附加值再利用技術(shù)車用非金屬材料機(jī)械化分選和再利用技術(shù)報廢汽車大型機(jī)械化拆解、破碎、材料分選技術(shù)ASR回收利用技術(shù)車用難回收材料和危險廢棄物處置技術(shù)國家需求實(shí)現(xiàn)禁用物質(zhì)管控（Pb、Hg、Cd、Cr+6、PBB、PBDE）形成對我國汽車產(chǎn)品回收利用產(chǎn)業(yè)的技術(shù)支撐建立汽車產(chǎn)品綠色設(shè)計和綠色制造技術(shù)應(yīng)用體系汽車產(chǎn)品可回收利用率達(dá)95%報廢汽車實(shí)際回收利用率達(dá)80%報廢汽車實(shí)際回收利用率達(dá)90~95%建立中國汽車產(chǎn)品回收利用技術(shù)性貿(mào)易壁壘汽車產(chǎn)品可拆解性、可回收性設(shè)計技術(shù)車用材料禁用物質(zhì)替代技術(shù)汽車產(chǎn)品綠色供應(yīng)鏈信息管理技術(shù)研究重點(diǎn)乘用車環(huán)保預(yù)處理和深度拆解技術(shù)與裝備研究，降低和控制報廢汽車拆解過程的環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外飾件的深度拆解，從而為提高乘用車實(shí)際回收利用率打好基礎(chǔ)退役汽車車控電子部件的高附加值再利用技術(shù)與裝備研究，解決車控電子部件的高附加值再利用技術(shù)難題，從而為提高乘用車實(shí)際回收利用率提供技術(shù)支撐退役汽車內(nèi)外飾件的非金屬材料高效率識別、分離、再利用技術(shù)與裝備研究，解決非金屬外飾件高附加值再利用、內(nèi)飾件非金屬材料大規(guī)模識別分離等技術(shù)問題，從而為提高乘用車非金屬材料的實(shí)際再利用率提供技術(shù)支撐三、汽車非金屬材料及制品引言：材料的多樣性燃油箱的材料發(fā)展鋁合金鋼板

塑料（聚乙烯）材料的多樣性為產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)提供了更多的選擇

材料為產(chǎn)品服務(wù)：成本、重量、客戶需求

歐洲轎車國內(nèi)轎車國內(nèi)商用車標(biāo)致307富康雅閣飛度QQ東方之子1型2型塑料用量Kg

143.4130110131113.79615854.2112.6整車重量Kg1275123910501422106012551440600510695塑料用量比率%11.310.110.59.210.77.611.00.91.0不同車型塑料使用量對比（一）汽車用非金屬材料用量情況（二）汽車用非金屬材料分類非金屬材料熱固性復(fù)合材料橡膠膠粘劑其它塑料熱塑性織物皮革玻璃木材涂料油料通用塑料與特種塑料五大常用塑料聚丙烯ABS聚氨酯聚氯乙烯聚乙烯

天然橡膠與合成塑料三種常用橡膠天然橡膠三元乙丙橡膠丁腈橡膠

焊裝用膠涂裝用膠內(nèi)飾件用膠裝配工藝用膠SMCGMT密度低成型方便塑性變形大橡膠彈性好（三）用非金屬材料應(yīng)用意義金屬特性非金屬特性密度高、剛性高、硬度大密度低、彈性好、剛性低、硬度小，比強(qiáng)度高導(dǎo)電、導(dǎo)熱電絕緣性和隔熱性能好易受化學(xué)藥品腐蝕耐化學(xué)藥品性強(qiáng)耐熱性好耐熱性能較差，有一定的耐熱范圍不易燃燒部分材料易燃燒長期使用性能好長期使用性能受環(huán)境因數(shù)影響，易老化非金屬材料與金屬材料的比較（四）非金屬材料的性能PA66+40%玻纖鎂合金鋁合金密度g/cm31.49約1.８約2.7拉伸強(qiáng)度MPa208118-255220汽車非金屬材料發(fā)展方向淺析節(jié)能安全經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)性節(jié)能舒適性環(huán)保安全（五）汽車及非金屬材料技術(shù)的發(fā)展方向氣門室罩蓋SMC:減重25-30%低密度SMC:減重35-40%PE：減重30-40%PPA:減重40-45%1以塑代鋼

節(jié)能（輕量化）油底殼PP：減重50%工作臺燃油箱工具箱空濾器變速箱頂蓋汽車及非金屬材料技術(shù)的發(fā)展方向汽車污染物排放控制Text低成本車內(nèi)VOC空氣污染物控制禁限用重金屬和多溴聯(lián)苯醚1用熱塑性彈性體替代橡膠2材料統(tǒng)合1塑料件阻燃劑替代技術(shù)2橡膠組份無鉛化設(shè)計1控制零部件揮發(fā)物含量2低VOC聚丙烯的開發(fā)1采用低滲透燃油管環(huán)保提高可回收利用率環(huán)保汽車及非金屬材料技術(shù)的發(fā)展方向■國內(nèi)商用車NBR/CR燃油管,燃油滲透量大材料種類試樣厚度mm暴露面積m2滲透率(g-mm/m2day)PA113.050.0031727.6PA123.1529.3HDPE3.4057.9ETFE0.105.4NBR2.199960HNBR2.257100FKM2.1429.7非金屬材料耐燃油滲透性試驗結(jié)果

(東風(fēng)試驗室數(shù)據(jù))2層構(gòu)造PA12ETFE手段：材料采用PA和氟塑料結(jié)構(gòu)采用雙層復(fù)合低滲透燃油管替代傳統(tǒng)橡膠管環(huán)保汽車及非金屬材料技術(shù)的發(fā)展方向環(huán)保新材料（2）：低VOC聚丙烯的開發(fā)存在的問題：

1）降解法合成PP

殘留且受熱分解較多的低沸點(diǎn)揮發(fā)性物質(zhì)

2）添加劑分解產(chǎn)物聯(lián)合開發(fā)：工藝研究所中山大學(xué)聚賽龍公司石化公司廣州分公司技術(shù)方案:1）加氫法合成PP2）無機(jī)納米光催化-抗靜電復(fù)配技術(shù)低VOC材料增韌技術(shù)低VOC的工藝控制技術(shù)試驗項目單位試驗標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)MFR（230℃，2.16kg）g/10minISO113320彎曲模量MPaISO1782000IZOD缺口沖擊強(qiáng)度KJ/m2ISO180/1A25HDT（0.45MPa）℃ISO75105氣味NESM0160最低值VOCugC/gVDA<50項目預(yù)期主要技術(shù)指標(biāo)汽車及非金屬材料技術(shù)的發(fā)展方向1、氟塑管替代橡膠管（1）現(xiàn)用氟橡膠管低溫硬化（2）長期高溫工作，管體容易老化破裂（3）價格高經(jīng)濟(jì)每年經(jīng)濟(jì)效益：

380萬元（1）氟塑料替代氟橡膠（2）產(chǎn)品波紋化結(jié)構(gòu)設(shè)計提高柔韌性（3）管接頭襯芯結(jié)構(gòu)保證密封性21元/件排氣制動軟管149元/件氟橡膠氟塑料119元/件75元/件打氣高溫軟管氟橡膠氟塑料空壓機(jī)至干燥器聯(lián)接高溫軟管

排氣制動高溫軟管

解決措施存在的問題汽車及非金屬材料技術(shù)的發(fā)展方向

經(jīng)濟(jì)2、EPDM替代硅膠管EPDM中冷器膠管的開發(fā)及應(yīng)用替代硅橡膠EPDM存在的問題

硅橡膠管用于工作溫度低于100℃的中冷器出氣端口，顯得性能過剩，以致成本居高不下。解決措施1、采用耐候性優(yōu)良的EPDM橡膠替代硅橡膠2、配方進(jìn)行耐熱性硫化體系改進(jìn)3、結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層由5層減少為2層經(jīng)濟(jì)效益單件價格降低85%

年經(jīng)濟(jì)效益230萬汽車及非金屬材料技術(shù)的發(fā)展方向三元乙丙橡膠減重40-50%經(jīng)濟(jì)收益120萬08年CPB12駕駛室應(yīng)用D530（城鄉(xiāng)用車）塑料踏步新材料（3）：長玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料優(yōu)勢：玻纖長度約10mm，大大提高了PP材料的強(qiáng)度和沖擊韌性，接近PA材料，且吸水率低，有較好的價格優(yōu)勢?？稍趦x表板骨架、門護(hù)板骨架、座椅骨架等方面應(yīng)用。工藝風(fēng)險：目前國內(nèi)常用的注塑機(jī)螺桿需改進(jìn)經(jīng)濟(jì)汽車及非金屬材料技術(shù)的發(fā)展方向安全安全Text安全高性能材料的開發(fā)

1、滿足產(chǎn)品的質(zhì)量要求

2、提高材料的功能性要求

3、提升總成、系統(tǒng)的品質(zhì)汽車及非金屬材料技術(shù)的發(fā)展方向材料高性能化：稀土改性塑料ItemsPP純料稀土改性PPMFR16.010.6拉伸強(qiáng)度20.019.3彎曲強(qiáng)度28.224.5彎曲模量1156978沖擊強(qiáng)度15.645.6熱變形溫度81.2116.6稀土改性聚丙烯

采用稀土化合物進(jìn)行塑料熔融共混改性，開發(fā)高抗沖聚丙烯材料及高耐磨尼龍材料。應(yīng)用方向：

1、提高材料耐磨性應(yīng)用目標(biāo)件：耐磨部件如襯套、球節(jié)

2、提高材料強(qiáng)度及韌性應(yīng)用目標(biāo)件：發(fā)動機(jī)周邊耐高溫部件如風(fēng)扇葉片ItemsMC尼龍稀土改性尼龍拉伸強(qiáng)度7578.46斷裂伸長率17.858.24沖擊強(qiáng)度7.813.70熱變形溫度120>190摩擦系數(shù)（對45鋼）0.170.08吸水性1.20.3稀土改性尼龍安全汽車及非金屬材料技術(shù)的發(fā)展方向減震、降噪、隔熱舒適表層：丁苯橡膠中間：PU泡沫底層：丁苯橡膠地毯阻尼鋼板鋼板+粘彈體+鋼板粘彈體：氯丁橡膠聚氨酯橡膠多向受力兼顧剛度、減震和疲勞壽命橡膠支撐座丁基橡膠代替瀝青橡膠阻尼膠板舒適系統(tǒng)軟連接駕駛艙NVH技術(shù)發(fā)動機(jī)降噪汽車及非金屬材料技術(shù)的發(fā)展方向四、復(fù)合材料廢棄物回收利用技術(shù)一、背景復(fù)合材料應(yīng)用廣泛，產(chǎn)量增長迅速中國復(fù)合材料產(chǎn)量增長情況FRSP(熱固性玻璃鋼)FRTP(熱塑性玻璃鋼)CCL(GF/EPR玻纖/環(huán)氧樹脂覆銅板)伴隨著復(fù)合材料的飛速發(fā)展，復(fù)合材料廢棄物的數(shù)量不斷增加。復(fù)合材料廢棄物來源:

制造過程產(chǎn)生的廢棄物；使用后退役的產(chǎn)品。復(fù)合材料廢棄物量隨之增長、引起行業(yè)廣泛關(guān)注葉片行業(yè)的迅速擴(kuò)大，給回收利用帶來新的困難制造過程產(chǎn)生的廢棄物量大（約700Kg/片）產(chǎn)品重、體積大、強(qiáng)度高，破碎等處理不方便；行業(yè)快速、迅猛發(fā)展，意味著將來將集中退役，大量退役葉片的處理，對回收利用技術(shù)將是一個很大的挑戰(zhàn)。

需要回收的風(fēng)機(jī)葉片材料數(shù)量預(yù)測（來源：f-kwinf,HochschuleBremerhaven）

目前，我國對復(fù)合材料廢棄物的處理仍主要采取

填埋或簡單焚燒的處理方法。占用土地資源；二次污染嚴(yán)重；資源未得到充分應(yīng)用存在潛在的、未知的危險。目前國內(nèi)的主要處理方式二、國外復(fù)合材料回收技術(shù)

復(fù)合材料廢棄物的方法不盡相同，但總的來說，可以大致分為以下三種路線：化學(xué)回收物理回收能量回收復(fù)合材料的回收技術(shù)

1.熱固性聚合物基復(fù)合材料的回收2.熱塑性聚合物基復(fù)合材料的回收3.金屬基復(fù)合材料的回收

不管采用那一種回收方法，復(fù)合材料廢棄物必須首先切碎成可用的塊狀。

復(fù)合材料廢棄物切碎造粒和研磨化學(xué)回收能量回收物理回收造粒復(fù)合材料廢棄物回收流程類型方法適用范圍回收產(chǎn)物用途化學(xué)回收

熱解包括被污染的復(fù)合材料廢棄物熱解氣、熱解油、固體副產(chǎn)物用作燃料和新復(fù)合材料等的填料和其他用途。物理回收粉碎只適用于未被污染的廢棄物粉料用于新復(fù)合材料、填料、鋪路材料等能量回收焚燒絕大多數(shù)復(fù)合材料廢棄物熱量發(fā)電、熱源各種復(fù)合材料廢棄物回收方法對比2.1化學(xué)回收利用化學(xué)改性或分解的方法使廢棄物成為可以回收利用的其他物質(zhì)（如燃?xì)?、燃油等）的一種方法。該方法技術(shù)難度大，對回收設(shè)備要求高，回收費(fèi)用較高。一般在400～500℃以回收熱解油為主，在600～700℃以回收熱解氣為主。復(fù)合材料廢棄物中的玻纖在熱解的高溫下力學(xué)性能下降，進(jìn)一步研磨后，可與其他固體副產(chǎn)物研磨粉料一起用作填料。（1）熱裂解法

裂解法可以得到低分子量的烷烴、烯烴和CO、H2等氣體以及類似原油的液體，固體殘渣為破碎的纖維、填料和焦炭。裂解開始需要引入天然氣或丙烷作為加熱反應(yīng)器的原料，一旦有氣體裂解即可切換，將產(chǎn)物改作燃料。據(jù)報道，這種工藝在經(jīng)濟(jì)上是可取的，其裂解的液態(tài)產(chǎn)物組分與石油相近但價格較便宜，可作為燃料使用。固體殘留物經(jīng)過粉碎篩選作為填料使用，其成本并不比直接機(jī)械粉碎高，而且增強(qiáng)效果很好。聚合物基復(fù)合材料的回收裝置及產(chǎn)物復(fù)合材料廢料切碎機(jī)反應(yīng)室氣體分配器氣體貯槽液化石油氣化學(xué)品冷凝器氣液分離器碳?xì)浠衔镔A槽

精制裝置取暖燃料化學(xué)原料液化石油氣汽化器燃料煤油柴油固體廢渣纖維貯存器填料制備復(fù)合材料（2）反相氧化法

反相氧化法也稱氣相法，是一種氧化分解的方法，在氧的作用下復(fù)合材料中的聚合物基體分解為低分子碳?xì)浠衔锖虲O和H2，使之與增強(qiáng)體分離。此法對碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧體系最為有效。它除回收燃油和燃?xì)馔?，還較好的回收了纖維。纖維的結(jié)構(gòu)并未破壞，僅在表面上殘留了10％的樹脂，用來制造新的塊狀模塑料及增強(qiáng)水泥，均得到滿意的效果。如果將復(fù)合材料碎片用水浸濕則有助于提高回收率。因為水使氧氣流的短路通道堵塞，提高氧化效率，同時水還有催化氧化的作用。（3）催化裂解法

催化裂解法是利用催化劑將聚合物降聚成氣態(tài)或液態(tài)分子，從而易與增強(qiáng)體分離，得到的碳?xì)涞头肿觿t經(jīng)過分離或精餾，成為各種化學(xué)原料或燃料。例如，碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料碎片與解聚催化劑混合置入解聚反應(yīng)室，在200℃下反應(yīng)5min即可使環(huán)氧變成粘稠狀液體。用抽濾法與增強(qiáng)體分離，增強(qiáng)體可以再使用。種類含量/%發(fā)熱量(燃燒熱)成分用途熱解氣148939kcal/Nm3與天然氣接近供熱解以能量，用作燃料熱解油149240kcal/kg以芳香成分為主，與重油成分接近。進(jìn)一步分餾、改性，作燃料固體副產(chǎn)物72CaCO3

、玻纖、炭黑等用作SMC、BMC、塑料等的填料，鋪路材料復(fù)合材料廢棄物熱解產(chǎn)物表美國汽車協(xié)會和通用公司共同努力,在1988年和1989年進(jìn)行了數(shù)十噸SMC廢棄物熱解試驗，將復(fù)合材料廢棄物在無氧情況下，加熱分解成為熱解氣和熱解油，以及以CaCO3

、玻纖為主的固體副產(chǎn)物。在通用A級汽車SMC用料中,其替代量高達(dá)CaCO3

填料的30%(混合物的12%)時，對加工和力學(xué)性能無不良影響。力學(xué)性能4%熱解副產(chǎn)物8%熱解副產(chǎn)物12%熱解副產(chǎn)物16%熱解副產(chǎn)物純SMC材料彎曲強(qiáng)度176178180165178彎曲模量11.111.711.010.311.0拉伸強(qiáng)度7171797067缺口Izod沖擊強(qiáng)度/N1058112110159081068無缺口沖擊強(qiáng)度/N11381335133512821232粘合實(shí)驗搭接切變負(fù)載(25℃)/kg229335209229203Loria指數(shù)8776828484含有研磨熱解副產(chǎn)物的SMC性能對比表ReFiber公司對葉片采用的高溫?zé)峤饣厥展に嚕浠厥盏牟牧现饕米鹘^緣材料在葉片產(chǎn)品上的應(yīng)用試驗高溫?zé)峤馇昂蟮娘L(fēng)機(jī)葉片金屬基復(fù)合材料的回收（1）熔融鹽處理法金屬基復(fù)合材料中的無機(jī)非金屬增強(qiáng)體通過加熔融無機(jī)鹽而形成渣，通過排渣可將熔融的金屬分離回收。例如晶須（SiCw）增強(qiáng)6061鋁合金復(fù)合材料，用NaF、Li和KF等無機(jī)鹽均能使SiCw進(jìn)入鹽渣。其中以NaF10％的效果較好。碳化硅晶須金屬基復(fù)合材料的回收（2）電磁分離法對處于熔融狀態(tài)下復(fù)合材料基體施加一單方向的電磁場，因增強(qiáng)體和基體對磁場的作用極性不同，兩者產(chǎn)生相對方向的運(yùn)動，從而分離。一般增強(qiáng)體沉在底部，然后除去。金屬基復(fù)合材料的回收（3）化學(xué)溶解法

將復(fù)合材料置于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿中，金屬基體溶解而與增強(qiáng)體分離，通過化學(xué)方法使金屬鹽從溶液中析出，過濾干燥后，或以化學(xué)原料形式回收，或者經(jīng)還原而成金屬。2.2物理回收將廢棄物粉碎或熔融作為材料的原材料使用。生產(chǎn)成本較低、處理方法簡單，但是對廢棄物的選擇性大、處理量有限度。作為添加物使用時，由于可能會導(dǎo)致材料性能的降低和成本的提高，所以添加數(shù)量和應(yīng)用領(lǐng)域受到限制。粒子尺寸應(yīng)用領(lǐng)域>25×25mm建材，如廢紙制造的紙板、輕型水泥板、農(nóng)用地面覆蓋材料和隔音材料等3.2～9.5mm屋頂瀝青、BMC、混凝土等的填料，鋪路材料補(bǔ)強(qiáng)劑、填料等<60μm(200目)SMC、BMC和熱塑性塑料填料等粉碎法回收粒料尺寸及應(yīng)用范圍

熱塑性聚合物基復(fù)合材料的再生流程示意圖連續(xù)纖維增強(qiáng)的高性能復(fù)合材料，采用纏繞、拉拔等工藝作為承力結(jié)構(gòu)用于航天航空和要求高的場合，強(qiáng)度500MPa以上第一次再生機(jī)械破碎較長不連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（約25mm），采用模壓成型工藝作為汽車次承力件或其他裝飾件，強(qiáng)度約250MPa第二次再生機(jī)械粉碎短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（約5mm），用注射成型、模壓成型工藝日用家具、門窗框、頭盔等，強(qiáng)度小于200MPa第三次再生機(jī)械粉碎粉狀填料增強(qiáng)復(fù)合材料，用注射成型、模壓成型等工藝包裝箱、機(jī)箱等低承力制品，強(qiáng)度小于100MPa熱塑性聚合物基復(fù)合材料熱塑性聚合物基復(fù)合材料溶劑法回收流程圖復(fù)合材料切碎物溶解物溶劑過濾纖維（含有少量殘余聚合物）回收品濾出物清洗聚合物溶液濾液聚合物沉淀沉淀物聚合物回收品分離干燥美國GE將GMT（玻璃纖維增強(qiáng)型熱塑性塑料）制作的廢棄的汽車保險杠經(jīng)過粉碎機(jī)粉碎后與GMT新料按20:80的比例摻混再復(fù)合成新的片材，其性能無明顯下降。大日本油墨化學(xué)工業(yè)株式會社以BMC（即團(tuán)狀模塑料。國內(nèi)常稱作不飽和聚酯團(tuán)狀模塑料。其主要原料由GF（短切玻璃纖維）、UP（不飽和樹脂）、MD（填料）以及各種添加劑經(jīng)充分混合而成的料團(tuán)狀預(yù)浸料）制品的廢棄物為對象開發(fā)了新型人行道鋪路材料。把廢BMC制品的破碎物作為人行道的下層，再生橡膠作為上層。2.3能量回收將廢棄物通過焚燒等處理，其中的有機(jī)物通過燃燒轉(zhuǎn)化為熱能或其它能量方式加以應(yīng)用的方法。該方法生產(chǎn)成本較低、處理方法簡單，但是廢棄物焚燒過程容易釋放出有毒氣體，焚燒后的灰分需要填埋，容易對環(huán)境