英國知識轉移網（KTN）材料領域的知識交流專家斯特拉喬布，討論了當今玻璃纖維增強塑料（GRP）的回收利用問題， 并總結了一些可供選擇的方案。

    正在經歷一場低碳革命，復合材料在減少溫室氣體排放方面的潛力是顯而易見的。但回收玻璃纖維增強塑料（GRP）的難度是一個絆腳石，特別是在建筑和汽車等回收壓力很大的領域。

    歐洲復合材料工業協會（EuCIA） 指出，GRP 是“可回收的，且符合歐盟法規”，事實也的確如此。但目前只有德國的設備可以用于回收，而對于英國的公司來說，這些設備是昂貴和不環保的，由于運輸的原因，這些設備只能送往垃圾填埋場。

    GRP 是循環可用的，那么實際上它在多大程度上可以被回收？如果充分發揮作用，經濟上可持續，擁有地域廣泛的循環供應鏈，那么這將對GRP 市場產生多大的影響？

    《Reinforced Plastics》雜志上有幾篇文章已經綜述了基于碳纖維回收工藝的高溫分解的發展，自從在英國西米德蘭茲郡的Milled Carbon 公司（現在是ELG 碳纖維公司）創建以來，現在這些方法在好幾個地方的市場上都有供應。

但是碳纖維的價值約為玻璃纖維價值的10 倍，因此，雖然這些工藝的商業化進程并非一帆風順，盡管其回收的量要小得多（相比于2012 年在歐洲生產的大約100 萬噸玻璃鋼部件，碳纖維增強塑料（CFRP） 只有76,000 噸），但這比尋找GRP 的回收方法要容易得多。
 
    由EuCIA 支持且在德國得以應用的回收工藝，包括添加GRP 廢棄物到水泥窯里。這就增加了復合材料所有部件的價值，并且通過采用叫作Compocycle 的路線使其得到了更好的商業化， Compocycle 由Zajons 操作，然后將材料填進Holcim 公司的水泥窯。但是該工藝仍然有一個顯著的門檻費用。在德國，沒有關于垃圾填埋的法規，因此GRP 廢料的量足以證明這樣的工藝是有效的。像丹麥Fiberline 公司這樣的復合材料生產商已經支持這個工藝了，并且在大限度地利用它。但是這條路線降低了材料的價值，使其相當于工業碳酸鈣的價值，目前與垃圾填埋場的填埋相比還不是特別經濟。

機械研磨

    通過機械研磨回收GRP 已經存在了幾十年。追溯到20 世紀70 年代后期， 沃爾夫岡•昂格爾在美國佛羅里達州開發了自己專有的海狼（Seawolf）技術， 用于研磨玻璃鋼廢料，并用它替代腐爛的船氣窗，或使用噴霧式設備吸收它，

用于制造浴缸和其他產品等。

    現在昂格爾的公司被稱為Eco- Wolf，由他的女兒薩賓- 科琳娜昂格爾管理。Eco-Wolf 近（2011 年）與玻璃纖維解決方案公司合作，尋求建造和管理設施，以收集和回收整個美國的玻璃纖維，并開發如鐵路枕木（軌枕） 這樣的應用。

    1990 年在德國成立的ERCOM 復合材料回收有限公司，回收汽車生產和使用后的廢棄物，并將零件通過粉碎和分級研磨成粉末，再應用于新的片狀模塑料（SMC）中，其比例高達20％。ERCOM 公司在2004 年倒閉。將GRP 研磨成來細粉用作填料的這種方法在多個行業都已經非常成熟了，但當使用水泥回轉窯的方法時，降低了材料價值， 與工業碳酸鈣的價值相當，能以非常低的成本購買到（大約200 英鎊/ 噸）。此外，它需要大量的能量輸入，用于把材料研磨得比較精細。因此，除了一些內部循環（見下文），將回收方法商業化的嘗試已經失敗了。

    在英國，兩家采光屋頂制造商現在正通過研磨回收自己的一些廢棄物。菲隆產品公司（Filon Products）對機械設備進行了投資，用于研磨其內部的GRP 廢料，并將其混合進一系列的產品中去， 包括天花板、屋頂排水溝和帶標志的平板。他們現在正在研究在模塑化合物中使用再生材料。
 
    Hambleside Danelaw 公司（HD） 同樣研磨廢料，并為生命周期結束的產品提供了一個回收計劃。在過去10 年左右的時間里，他們曾參與許多產品的試驗。初，他們曾與鄧迪大學在泡沫混凝土中使用再生材料，這樣有一定的優勢，但是大幅的減少（有效地增加粘度）意味著它并不會輕易流入模具。在2007 ～ 2008 年，英國的多次試驗都采用了BeAware 方案（關于廢棄物意識和資源利用效率的建筑環境行動），把GRP 廢棄物應用于預制混凝土和橡膠制品中去。

性能方面的改進得到了論證， 但又一次沒能將其商業化。

    然而HD 公司發現，在從樹脂粉末分離出玻璃纖維，并將其作為增強材料重新使用時會產生更多的價值。他們在用于屋頂排水溝的新的玻璃纖維薄氈和熱塑性復合材料中做了這樣的實驗。除了玻璃纖維增強聚酯的產品外，它們用注塑成型的聚丙烯（PP）和其他聚合物來制造建筑產品。往聚丙烯中添加玻璃短纖維會增加強度和剛度，以及降低PP 含量，從而降低注塑成型制品的成本。他們正在探索如何擴大應用的方式，并到達可以利用從其他公司得到的廢棄物來處理和回收進新產品的程度。

    HD 公司的質量和環境標準總監雷汗說：“作為一家有責任心的企業，我們覺得有必要考慮循環經濟，并且還要為我們所生產的產品負責。我們不能一直往地上的洞里扔東西，因為a）沒有足夠的孔，b）垃圾填埋的成本在持續增長。”

    法國的Mixt 復合材料再利用公司（M-C-R），即Plastic Omnium Auto Exter-ieur 的一個子公司，已經完成了類似的工作。M-C-R 制造模塑化合物，并從其客戶那里收回工藝廢棄物，然后再研磨， 并重新集成到制造汽車零部件的新化合物里。再生材料被磨細至約50 微米， 以取代填料。
 
    M-C-R 的研發項目經理塞巴斯蒂安•馬森解釋道，附加價值是在環保方面，或是在關于鼓勵回收/ 增加回收量方面。

    M-C-R 還從較細的研磨回收料中提取長纖維， 并作為水泥地面PP 纖維的一種替代物銷售出去， 其中纖維防止了水泥早期硬化期間的開裂。CERIB(Centre d’Etudes et de Recherches de l’Industrie du Béton) 已通過試驗對這一點進行了驗證。他們也做了一些研究來混合熱塑性塑料中的纖維，雖然這還沒有商業化。
 
    在比利時，Reprocover 公司用研磨熱固性的工業廢物制造井蓋、閥室和其他建筑產品，包括從附近的玻璃纖維增強制造商3B 玻璃纖維公司得到的GRP 和清潔的廢纖維。他們近開發出了一種具有優良吸振特性的雙塊式軌枕來取代木制枕木，目前正在進行用于審批的詳細測試。
 
    在歐洲，木制枕木有可能會被淘汰， 這是由于關于用于處理木制枕木的雜酚油的致癌效應的立法預期將在2018 年生效，所以鐵路公司正在積極尋求替代品。對GRP 廢料來說，這可能是一個極有潛力的市場應用。
熱和化學過程

   
    其他幾個對GRP 工藝的研究已進行了多年。例如，在20 世紀90 年代， 英國諾丁漢大學對流化床工藝中處理成型化合物做了實驗。回收的纖維被重新用在團狀模復合物中（DMC），研究者們測試了其性能。

    在21 世紀初，英國利茲大學的一項關于GRP 廢棄物的高溫分解的研究表明，回收的玻璃纖維可以取代DMC 中多達20%（重量）的原玻璃纖維。由高溫分解產生的油和氣原則上可以回收用作燃料和化學原料。事實上，裂解方法是在2001 ～ 2003 年由丹麥的ReFiber 公司為GRP 開發出來的，其中纖維是和聚丙烯粘合在一起的，而后置入隔熱板，但是這沒有考慮到市場。他們的原型裂解爐繼續被用于法國紡織品回收公司Apply Carbon 公司的碳纖維回收。
 
    日本對此研究的重點一直放在聚合物的化學分解上，如由亞臨界水水解，回收其中的玻璃纖維和化學品， 并將其再利用到新產品上。歐洲的EURECOMP 項目也對這種方法進行了研究，并于2012 年完成，埃克塞特大學、Plastic Omnium 公司和其他公司參與了該項目。這個項目表明了該方法的可行性，但關于處理溫度需要采用折衷的辦法，因為較高的加工溫度會過多地損害纖維的機械性能，而較低的溫度又會導致無法接受的較長的循環時間。

    EURECOMP 的一個有用成果是與其他回收工藝相比，獲得了一個完整的生命周期評估。終的報告中指出：“一個生命周期的評估...... 表明了溶劑分解工藝在機械回收或能源回收處理方面還不具備競爭力，但在對環境有影響的高溫分解方面可能會有競爭力。”

    大部分回收工藝的一個共同特點是，雖然大多數情況下玻璃纖維的硬度保持在或接近原來的狀態，但是強度往往會大幅降低。蘇格蘭斯特拉思克萊德大學的吉姆•托馬森，一個玻璃纖維分級的專家，以前在Owens Corning 公司做過玻璃纖維方面的研究，正在開發一種對GRP 廢棄物的玻璃纖維進行后處理熱回收的方式，以再生性能，能夠與原玻璃纖維相媲美（ReCoVeR 項目）。如果成功的話，這可能會創造一個新的市場，回收的玻璃纖維將與原短切玻璃纖維直接競爭銷售。

英國的行動

  
    KTN 材料公司自成立以來一直參與支持英國的綜合回收工藝。2011 年2 月， KTN 材料公司的一個車間匯集了來自英國各地的利益相關者，這些人一起討論了GRP 的回收供應鏈。結果是，英國復合材料貿易協會的運營經理蘇維爾， 接受了征集資金對回收現狀進行一個更加全面的回顧的挑戰。

    資金由資源效率行動計劃（REAP） 的廢棄物及資源行動計劃（WRAP）贊助，用以匯集有共同興趣的人士，并發布復合材料行業的一個REAP 文件。這是立即發布的文件，并將突出四個方面的行動：

•為GRP 回收開發商業上可行的市場；
•支持GRP 和CFRP 回收新工藝的商業化；
•提供復合材料廢棄物分類的一致性；
•分享案例研究，佳實踐的信息和新興技術給該機構，尤其是中小型企業的。

    英國復合材料協會，KTN 材料公司和相關的行業合作伙伴，將負責監督這些行動的執行，以及文件的酌情更新。
該何去何從？

    如果我們回頭看看GRP 回收的歷史，可以看到一些美好的意愿都化為泡影了，這都可以列成一張表了。也許很多行為還是發生在這個列表的時間之前。Refiber 公司的埃里克•格魯夫- 尼爾森，現在在調查用于風力發電機葉片生產的新材料，幾年前他做了一個中肯的評論：“要再次進入纖維回收領域， 市場將需要更加安全。對服務必須有一個‘吶喊’。”

    也許，這就是正在發生的變化。作為一個與整個復合材料行業的人都有接觸的人，仍有人能接受垃圾填埋，將其作為處理廢棄物的解決方案，但我越來越發現，企業都在問問題和尋求答案， 甚至委任相關責任人監督處理廢棄物。他們想要回收廢物，無論從經濟角度（填埋價格上漲），還是從環境的角度，這都很重要。他們的客戶也認為它很重要， 有時會在合同里提出要求。

    看起來經濟的可持續循環利用的方法將涉及大化再生材料價值的工藝和應用。用機械粉碎，這意味著提取和使用更長的纖維。我滿懷興趣地關注著斯特拉思克萊德大學的工作，看看回收的纖維是否能在經濟性上同原纖維進行競爭。

     歐洲報廢車輛（ELV）指令是一個強大的推力，有助于回收和汽車零部件材料的循環利用，這仍然在持續增長， 到接近2015 年后期限時，增加可回收的材料將達到85%。同樣，用回收的木材更換枕木的潛力是比較粗糙的級別的GRP 再生料的一個機會。越來越多地使用BREEAM（建筑研究所環境評估法）是一個強大的驅動力，可以協助提高建筑行業的回收率和再生含量。一些禁止填埋，其他一些則增加垃圾填埋稅，這都為回收提供了進一步的推力。 ELV 崇尚的生產者負責的原則擴展到了其他行業，而在這“綠色”革命中我們找到了自己，近年來公眾的看法有了很大的改變，并在繼續改變。對我們的孩子來說，回收一直是他們的經歷的一部分。

    正是這種感知的變化，不論其是否被經濟、市場、法律或利他主義驅動， 這都給我帶來了希望。在開創一個經濟的、可持續的GRP 回收供應鏈方面， 目前對GRP 進行回收的行動將比前輩們獲得更大的成功。我期待著看到這對GRP 產品市場產生的效果，以及通過更廣泛地使用GRP 而獲得的更大的環境效益。

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