公告/发布日期:2025/01/16

mile米乐m6官网 ISO国际标准支持碳纤维增强塑料(CFRP)产品的资源回收

-开发评估再生碳纤维质量的合适方法-

积分

  • 开发了一种合适的纤维拉伸强度分布和纤维/树脂界面剪切强度的评估方法,这对于碳纤维的回收利用非常重要
  • AIST开发的纤维拉伸强度分布和纤维/树脂界面剪切强度同时评价方法的国际标准化
  • 通过适当的再生碳纤维质量评价基础技术,促进碳纤维增强塑料(CFRP)产品的资源循环

概览图

改进的破碎测试,能够正确评估碳纤维增强塑料的资源循环和再生碳纤维质量


促进再生碳纤维的普及再生碳纤维纤维拉伸强度分布纤维/树脂界面剪切强度评价方法的国际标准ISO19350:2025(以下简称“本标准”)已发布。米乐m6官方网站(以下简称“AIST”)参与成立了工作组(WG),该工作组是开发评估方法和创建标准的国际论坛。AIST制定的评估方法在工作组内得到采用,并为本标准的出版做出了贡献。

这预计将支持使用再生碳纤维的产品不仅在日本而且在其他国家的传播,并导致使用再生碳纤维的产品市场的扩大。


解决社会问题

近年来,随着资源流通的重要性不断增加,碳纤维增强塑料 (CFRP)回收技术已经开发出来。然而,由于结构材料CFRP非常耐用,因此分离或拆卸极其困难,而且再生碳纤维与新碳纤维具有不同的性能。例如,回收的碳纤维可能仍然附着有 CFRP 的塑料残留物,或者纤维表面可能会损坏。回收过程还减少了纤维长度。因此,为了实际利用再生碳纤维,正确评估质量极其重要。具体来说,从确保具有高机械性能的碳纤维能够可靠地吸收力的角度来看,据说有两个特性是必要的:“纤维拉伸强度分布”是确定纤维在力传递时是否不会断裂所必需的,以及“纤维/树脂界面剪切强度”是确定力是否可以传递到纤维所必需的。然而,由于再生碳纤维的状况与新碳纤维不同,现有的新碳纤维质量评价方法无法适用。

为了解决这个问题,有一种评估纤维/树脂界面剪切强度的方法碎片测试开发了改进的碎片测试。与分析纤维完成断裂状态的断裂试验不同,该方法的新颖之处在于还增加了对纤维断裂过程的分析,使得可以同时评估再生碳纤维的纤维拉伸强度分布和纤维/树脂界面剪切强度。通过使用该方法,可以正确评估回收碳纤维的质量。

 

标准出版之路

AIST从2018年度到2020年度,在国家研究开发公司新能源和产业技术综合开发机构(NEDO)“创新结构材料的研究开发”的“(27)热塑性CFRP的开发和结构设计/应用加工技术的开发”中,一直在开发再生碳纤维的评价技术。

基于该评估技术开发的结果,AIST向ISO/TC61提出了该标准的草案,旨在扩大使用再生碳纤维的产品的市场。由于我们能够根据科学支持的方法创建一个高度完整的草案并获得每个国家的支持,因此该标准经过大约两年的审议后才发布,这比平常要短。

 

未来计划/连锁反应

AIST 还开发了除此标准之外的再生碳纤维评价技术。目前,日本正准备提交提案,使这些评估方法成为国际标准。我们计划带头推动再生碳纤维的国际标准化,使日本具有优势的碳纤维不仅在新产品上做强,而且在回收领域也做强。

 

标准概述

ISO 19350:2025 再生碳纤维 — 嵌入基体聚合物中的单丝拉伸强度分布和界面剪切强度的测定
再生碳纤维-测定嵌入树脂中的单纤维的纤维拉伸强度分布和纤维/树脂界面剪切强度的方法

本标准规定了采用改进的破碎法评价再生碳纤维的拉伸强度分布和纤维/树脂界面剪切强度分布的方法。

工作组:

ISO/TC61/SC13/WG8
(国际标准化组织/塑料专家委员会/复合材料和增强纤维小组委员会/再生增强纤维工作组)

会员

Yoshinobu Sugimoto(产业技术研究院多材料研究部高分子复合材料组首席研究员)
Yusuke Imai(日本产业技术研究院多材料研究部高分子复合材料研究组组长)

 

相关论文

已出版的杂志:
标题:利用破碎试验同时评估短长度碳纤维的拉伸强度和界面剪切强度
作者:杉本义树、岛本大辅、今井佑介、堀田雄二
DOI:101016/jcarbon201912089

 

预算系统

NEDO委托项目“创新型新型结构材料的研究与开发”
(27)热塑性CFRP的开发及结构设计和应用加工技术的开发(2018-2020)
经济产业省委托项目“再生碳纤维使用和评估方法国际趋势调查”(2020-2021)
经济产业省委托项目“再生碳纤维的纤维强度和界面粘合性评价国际标准化”(2022-2023)


术语表

再生碳纤维
从CFRP中去除并回收塑料(树脂)而获得的碳纤维。去除树脂的方法有两种:加热分解树脂和使用溶液熔化树脂。[返回来源]
纤维拉伸强度分布
拉伸强度分布是预测 CFRP 性能所必需的质量之一。碳纤维是一种类似于玻璃的脆性材料,其强度会随着轻微的缺陷而发生变化。因此,纤维拉伸强度存在差异,根据纤维拉伸强度分布来评价质量是合适的。[返回来源]
纤维/树脂界面剪切强度
如果我们能够有效地将力传递到CFRP中的碳纤维,我们就可以制造出高性能的CFRP。为此,纤维/树脂必须牢固粘合。纤维/树脂界面剪切强度是其粘合力的衡量标准,也是预测 CFRP 性能所必需的品质之一。[返回来源]
碳纤维增强塑料 (CFRP)
碳纤维增强塑料(CFRP)是一种塑料和碳纤维相结合的轻质结构复合材料。它们的应用领域广泛,从航空航天到风力发电等能源领域,预计未来需求将持续增长。[返回来源]
碎片测试
当拉动嵌入碳纤维的塑料(树脂)薄膜时,嵌入的纤维会断裂并变短。该测试根据缩短的纤维的平均长度和纤维的拉伸强度来评估纤维/树脂界面的剪切强度。[返回来源]


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