你正捏着那折断的碳纤维羽毛球拍/钓鱼竿/箭杆/自行车部件/头盔，犹豫着该往哪个垃圾桶扔？可回收？干垃圾？有害垃圾？等等！我，碳纤维本纤，必须插句嘴：先别急着判我去处！传统指南上那个“可回收”标签贴我身上其实并不完全准确，现在我要为自己发声，且听我慢慢道来。

我不是黑丝 是硬汉

我，碳纤维，是含碳量超90%的高强度高模量的‌无机高分子纤维。生而为碳，我和钻石、石墨都是亲戚，虽然看起来黑黢黢的，但千万不要小看我，一根碳纤维的直径仅5微米，不足发丝的1/10，按单束纤维中碳丝的数量，我可分为小丝束与大丝束：1K 表示一束含 1000 根碳丝，我们通常将24K以内的碳纤维称为小丝束，而48K以上的则被称为大丝束。

中石化自主研发的48K大丝束碳纤维

小丝束性能稳定，生产成本较高，主要用于航空航天国防军工，被称为“宇航级碳纤维”。大丝束成本低，应用广，广泛用于能源、交运、建筑、体育休闲领域，被称为“工业级碳纤维”。

碳纤维材质的鱼竿

和其他材料结合之后的我，就成了钮祜禄·碳纤维——碳纤维复合材料，这样一来，我的密度仅为普通钢材的1/4，但拉伸强度可达普通钢材的9倍以上，弹性模量也高出传统金属材料5倍以上。有着这种特性的我如果用在飞行器上，就可以使飞行器在减重30%～40%的同时，还能显著提升结构强度和安全性。因此，在大型飞机、潜艇和新型飞艇、eVTOL（电动垂直升降飞行器）中，我被广泛用作主承力结构材料。

长征三号乙运载火箭

长征三号乙运载火箭上的承力截锥部件，使用的就是碳纤维复合材料，它的厚度只有1.2毫米,重30千克却能承载几吨的重量，如果这个零件换成普通金属，起码要再重个一两百公斤，因此，我也被称作“新材料之王”。

现在重新自我介绍一下，请叫我碳·黑色黄金·细如发丝·轻如鸿毛·强如钢铁·新材料之王·纤维！

回收不易 黑金叹气

虽然我优点多多，应用广泛，但想要回收我可不容易，这还要从我的形成过程说起……

Step1｜原丝制备环节

从石油、煤炭等化石燃料中制得丙烯,并经氨氧化后得到丙烯腈,经聚合和纺丝后得到聚丙烯腈原丝

制造碳纤维丝的原材料是白色的聚丙烯腈纤维，它是由石油中提取的丙烯腈加工而成

Step2｜碳丝生产环节

原丝在经过200℃-2000℃不同温度的淬炼,最终碳化，得到碳纤维

Step3｜上浆

在原本脆性的碳纤维表面形成一层皮膜，提高碳纤维的集束性、耐磨性

Step4｜收丝编织

碳纤维可织成碳纤维织物和碳纤维预定料

Step5｜上浆

由各种成型工艺得到下游应用需要的最终产品

复杂的制作流程一方面使得我的身价从原丝到高端碳纤维辅材产品价格呈几何倍数增长，被称为“黑色黄金”，另一方面也使我被回收利用的难度大大提高。

起初，人们一般使用填埋、焚烧等简单处理的办法处理我或者我的废料。填埋法即将废弃物填埋在地下，虽然操作简单，但是占用大量土地。由于我属于高分子复合材料，自然分解极为困难，长时间掩埋于地下会引发环境问题，给未来带来巨大隐患。目前，填埋法已被多数国家禁止使用。焚烧法即将我全部烧掉，这种方式会产生气体污染物，严重污染环境。

然而，如前所述，我很“贵”，需要多重流程才能完成制造，直接处理掉会造成巨大资源和能源的浪费，因此需要研发高效、环保的处理回收方式。不过别担心，聪明的学者们已经想出了不少办法来解决我的难题。回收我主要有几种方式：热解回收法、化学回收法和机械回收法。

“浴火重生”热解法

把我丢进裂解炉，500℃高温分解环氧树脂粘结剂，剩下一身“裸纤”。这种方法得到的碳纤维，性能还能保持九成以上。优点就是简单粗暴成本低，但缺点也比较明显：我很容易被高温“虐”出裂纹，长度缩水，回收后身价暴跌。

“温水煮青蛙”化学回收法

用强酸等化学物质来煮我，温柔“拆散”我和树脂。听起来环保对吧？但操作贵又慢，溶剂本身还难处理。

“暴力”机械回收法

通过纯物理手段，比如研磨、切割等，暴力粉碎，把我磨成短纤维粉末，可做塑料补强剂，但我的长度和性能可能会大打折扣，适合处理边角料。

这些短切的纤维由 100% 回收材料制成，由热解标准模量纤维 （4-5Gpa） 组成，随机切碎长度为 10-30mm

每种回收方式均有其独特的优势和局限性，这使碳纤维的回收问题变得更为复杂。

好在科学家们持续不断地探索高效且环保的回收技术，以期在未来找到理想的解决方案。例如，日产自动车株式会社与国立大学法人东京工业大学正在联合研发一种新型回收方法，将碳纤维增强塑料浸泡于酸性水溶液中，通过使用低浓度碱性水溶液，能够在短时间内高效回收无树脂残基的碳纤维，既环保又高效。

此外，还有研究团队致力于改进现有工艺，如优化热解温度控制以减少纤维损伤。这些努力有助于解决碳纤维废弃物处理难题，推动行业可持续发展，实现“黑色黄金”循环利用，为环保贡献力量。 

重生后，我成了“材料界的灰姑娘”

再生的我，用途可不少。虽然性能可能不如原生的我，但用来制造一些对性能要求没那么高的产品，比如汽车零部件、运动器材等，还是绰绰有余的。从豪车座驾沦落至塑料增强剂，这就是再生碳纤维的宿命。我的碎屑能掺进汽车内饰、电子壳体，甚至公园长椅。虽不复昔日荣光，但能省50%～90%的能源消耗。

不过，再生的我也有缺点，比如在加工过程中可能会产生更多的粉尘，对环境和人体健康有一定影响、长度不足5mm，造不了鱼竿弓箭，性能打了骨折、生产环节碳排放未完全优化、市场接受度低……

循环经济专家Dr. Timo Huber（HRC） 强调：“未来5年，化学回收技术有望将全球碳纤维废料再利用率从不足10%提升至40%，推动复合材料价值链减碳30%。”

再生纯碳纤维无纺毡

欧盟新规要求2030年复合材料回收率不低于60%，倒逼企业加速技术落地。JEC峰会数据显示，全球碳纤维回收市场规模将从2024年2.3亿美元增至2030年8.7亿美元，年复合增长率25%。

垃圾桶前的灵魂拷问：家里坏掉的碳纤维，到底扔哪？

答案显然没那么简单，需要分类讨论：

如果是干净完整件‌：例如断裂的鱼竿、自行车架可以扔可回收垃圾箱，毕竟我是实打实的复合材料；

如果是带毒残躯‌：沾机油的面板、化学试剂瓶等，必须扔进‌有害垃圾桶，因为我身体里的树脂焚烧会生二噁英；

如果是工业边角料‌：工厂碳纱废料，那么普通人千万别碰！需专业公司处理。‌

这么麻烦吗？其实，问题不在我本身，而在于碳纤维回收过程中，横亘于普通个人和家庭的技术壁垒。

01分拣困境

我和玻璃纤维、塑料纠缠不清，回收站没光谱仪根本分不清我的真身

02处理设备真空

你家附近处理厂大概率缺热解炉和流体设备，强行送回收链等于浪费人力

03经济账失衡

据循环经济联盟报告，再生碳纤维成本瓶颈在收集预处理环节，民用回收链条远未成熟

……

所以现在嘛？除非你愿意当“碳纤维收藏家”，存够一卡车量级的残骸，再去联系专业回收公司——比如德国的CFK Valley或国内有能力做碳纤维回收的公司（此处广告位招租），他们有技术再造我。普通人就别和自己较劲了。

我的未来会如何呢？目前，材料学家们正在实验室熬秃脑袋研究闭环回收，也有不少国内公司正致力于深耕碳纤维回收领域，年产碳丝4.9万吨的吉林化纤正在规划回收产线；德晴新材年产600吨回收纤维产线投产，再生纤维性能对标原生……从汽车行业到航空领域，从机械切割到化学分解，近年来，已有多家企业和机构发布了多项突破性成果，推动碳纤维产业迈入循环经济新时代。

我国自主研发的TA-20多用途涡桨教练机是全球首款采用全碳纤维复合材料制造的飞行器

哪天你看到社区有了“碳纤维专用回收箱”，记得替我欢呼三声。至于今天，就让那断掉的球拍、损坏的头盔以及其他坏掉的碳纤维制品安详躺进它们合适的垃圾箱。下次见面时……我可能是你在飞机上坐着的航空座椅了。

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