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发展新材料循环经济的三大领域和三件“法宝”

发布时间: 2017-12-21 09:33     来源: 满天星

  新材料技术应用为社会经济的可持续发展提供了动力,为循环经济的建设注入了新的活力。与此同时,新材料的回收利用问题也同样引发了人们的关注。英国绿色联盟(Green Alliance)2017年2月发布了题为《发展新材料循环经济》的报告。报告详细分析了碳纤维复合材料、生物塑料和增材制造材料三大细分新材料领域循环体系的建设,并对发展新材料循环经济提出了相关的措施建议。赛迪智库原材料工业研究所对该报告进行了编译。
  三大新材料领域循环体系
  (一)碳纤维复合材料
  20世纪50年代起,碳纤维复合材料在运输和可再生能源领域中得到迅速发展。随着应用的快速增长,对汽车用碳纤维的回收成为重点。成功回收汽车用碳纤维可以形成一个良性循环,增加汽车部门的材料使用。由于成本高昂,碳纤维目前仅应用于高端汽车部门。捷豹路虎汽车公司开展的研究表明,碳纤维零部件成本比钢材零部件成本高出20倍,比铝材零部件成本高出10倍,也就是说,在向大众市场推广碳纤维之前,必须降低碳纤维成本。
  (二)生物塑料
  生物塑料指的是生物基塑料或可生物降解塑料。生物基塑料是由植物或其他非化石燃料原料制成的塑料,包括常见的塑料类型,如聚乙烯和目前小规模应用的应急塑料;可生物降解塑料可化学分解成无毒化合物,包括在正常条件下可分解的塑料,以及只有在工业堆肥或厌氧消化设施内才会分解的塑料。这两个类别并不相互排斥,因为有些生物塑料既是生物基塑料又是可生物降解塑料。目前,生物基塑料仅占整个塑料市场的一小部分(约0.5%)。
  (三)增材制造材料
  增材制造(AM)技术是通过逐层堆积而非从初始板材中移除材料来生产某一物品,后者称为“减材制造”。增材制造可以使用任何可以熔化或成型的材料,包括塑料聚合物、金属、蜡、木材、陶瓷材料、巧克力甚至人体组织,并由计算机辅助设计(CAD)软件来进行驱动。
  三大“法宝”促进新材料循环经济发展
  (一)支持制造企业通盘考虑新材料全生命周期循环在开发阶段,制造企业就应确定哪些因素将影响新材料在大众市场的循环使用,以避免材料的回收再利用,也就是应从初始阶段就设计出使用时间更长、效用更高的产品。
  (二)支持部门合作研发回收材料的新应用支持供应链企业开展合作,最大限度地抓住物料价值最大化的机会,开发出单一企业无法单独实现的系统。例如,再加工企业和制造企业之间的合作将确保回收材料与现有生产工艺的匹配。
  (三)资助可循环利用新材料和回收新技术的研发通过公共资助来开发和部署新材料的研究,并始终将产品生命周期结束时的回收考虑在内。公共政策应该促进价值最高、环境影响最小的回收系统研发,而不是鼓励垃圾填埋和焚烧等低价值方案。

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