Технологии переработки композиционных материалов — современное состояние и устойчивое развитие в 2020-х годах

В последнее время произошли значительные события, существенно усилившие социотехническое давление, направленное на разработку устойчивых решений для переработки композиционных материалов, а именно: (1) запрет на захоронение композиционных материалов в Германии в 2009 году; (2) первая крупная волна ветряных турбин из композиционных материалов, достигших конца срока эксплуатации (End-of-Life, EoL) и выведенных из эксплуатации в 2019–2020 годах; (3) ускорение вывода воздушных судов из эксплуатации вследствие пандемии COVID-19; и (4) увеличение доли композиционных материалов в серийных автомобилях благодаря разработке высокопроизводительных технологий на основе термопластичных композиционных материалов. Такое социотехническое давление будет только возрастать в предстоящем десятилетии 2020-х годов, поскольку другие страны последуют примеру Германии, ограничивая и запрещая захоронение отходов, а количество композиционных материалов, достигших конца срока эксплуатации и образующих отходы, будет постоянно увеличиваться. Поэтому переработка армированных волокнами композиционных материалов будет играть важную роль в будущем, особенно в ветроэнергетике, а также в аэрокосмической, автомобильной, строительной и морской отраслях — для снижения воздействия на окружающую среду и удовлетворения спроса. Цель данной работы — представить ясный и компактный, но при этом полный обзор современного состояния доступных технологий переработки армированных волокнами композиционных материалов с низким и высоким уровнями готовности технологий (Technology Readiness Levels, TRL). TRL представляет собой систему, которая в различных вариантах используется в разных отраслях для оценки зрелости технологии — от зарождения идеи (базовых принципов) до коммерциализации. Иными словами, эту работу следует рассматривать как обзор технологий, содержащий рекомендации по устойчивому развитию отрасли, которое принесёт пользу обществу. Авторы считают, что одним из ключевых аспектов разработки устойчивых технологий переработки является определение оптимальных методов переработки для различных типов армированных волокнами композиционных материалов. Объяснить важность этого можно простым сравнением цен: стекловолокно E (~2 долл./кг) и типичное представленное на рынке углеродное волокно (~20 долл./кг) — какое из двух является более...