最近,一個名為LIBRE(木質素碳纖維復合材料)的項目在歐洲啟動,旨在利用造紙工業(yè)中產生的紙漿和紙張?zhí)崛∧举|素,作為穩(wěn)定的原材料生產碳纖維復合材料。目前技術條件下生產的碳纖維,多以聚丙烯腈為原料,而后者主要從石油產品中煉化得來。木質素作為一種天然可再生的材料恰好滿足了人類對于可持續(xù)發(fā)展的要求,其優(yōu)勢有二。其一,來源豐富。紙漿作為造紙工業(yè)的廢棄物恰好可以再利用;其二,碳含量高。
然而,LIBRE項目的目標并不僅僅在于找到可替代的原材料,也在于找到更加經濟環(huán)保的纖維生產工藝。該項目將摒棄傳統(tǒng)的加熱方式,轉而采用微波或其他高頻輻射的方式對原絲進行加熱,進而生產碳纖維,使其更具備價格競爭優(yōu)勢。
該項目的第三個目標是利用等離子技術進行纖維表面功能化處理,取代傳統(tǒng)的液體化學處理方法,更加節(jié)能環(huán)保。借此,亦可增強纖維與樹脂基體的粘結性,提升復合材料強度,促進其輕量化應用。
作為該項目的參與者,德國Denkendorf紡織化學與纖維化學研究所(ITCF)將主導碳纖維原絲的研發(fā)。這主要是指通過添加其他聚合物,并借助ITCF開發(fā)的特殊熔紡工藝,將木質素轉化為性能穩(wěn)定的原絲,再進行碳化處理。ITCF為此專門劃出一間工廠以供試驗和生產。在碳纖維出廠后,會由其他參與公司接手,用于生產汽車和風能領域的最終制品。
LIBRE項目受歐盟HORIZON 2020項目資助,為期四年,資助金額490萬歐元,參與企業(yè)/院所共計12家。