綠色復合材料從綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求出發(fā)，以可再生生物質資源為原材料，符合“碳中和”的發(fā)展目標。
“十四五”時期，我國復合材料朝著關鍵技術自主研發(fā)以及提升資源利用可持續(xù)，低碳環(huán)保的綠色復合材料產(chǎn)業(yè)方向發(fā)展，國家層面也開始發(fā)布細化政策從竹、秸稈、綠色樹脂等可再生原料布局關鍵復合技術攻關，不斷優(yōu)化綠色復合材料產(chǎn)業(yè)鏈結構。
當前，綠色復合材料在全球范圍內(nèi)的研究、開發(fā)和應用已逐漸成為材料科學和材料技術發(fā)展的一種趨勢，在材料設計、原材料提取、制造加工、產(chǎn)品使用、回收再生以及產(chǎn)業(yè)化等方面取得重要進展，且廣泛應用于多個行業(yè)，包括建筑、汽車、電子、包裝、航空航天等。
根據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，2022年全球綠色復合材料市場銷售額達到了106.5億美元，預計到2029年將達到190億美元，年復合增長率為9.3%。
2024年，復合材料呈現(xiàn)出十大創(chuàng)新趨勢，如高性能樹脂和粘合劑、碳纖維、輕量化、先進聚合物復合材料、生物材料、納米復合材料、智能金屬復合材料、增材制造、智能設計與制造、循環(huán)材料經(jīng)濟等，這些趨勢揭示了綠色復合材料在未來復合材料發(fā)展中的重要地位。
高性能樹脂和粘合劑
生物基樹脂在綠色復合材料中的應用主要體現(xiàn)在其環(huán)境友好性和可持續(xù)性上，?通過使用生物基原料，?如木質素、?植物油等來制備環(huán)氧樹脂。
??在實際應用中，?生物基環(huán)氧樹脂已經(jīng)被應用于多個領域，原料可以是秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物，?通過煉制出木質素制備出生物樹脂，?加工成碳纖維復合材料，?適用于氫能汽車的儲氫瓶等，為綠色化學和環(huán)保技術的發(fā)展提供了新的路徑。?
輕量化
常用的植物纖維主要有麻纖維、竹纖維、纖維素纖維等。植物纖維比重輕，可制成輕質結構材料。玻璃纖維的密度為2.6g/cm3，而木纖維及植物纖維的密度為1.5~1.6g/cm3，使用植物纖維復合材料對實現(xiàn)車輛輕量化有實際意義。
生物材料
生物復合材料主要用于修復及替換人體組織、器官或增進其功能，還被用于工業(yè)包裝、綠色涂料、粘合劑、吸附劑和絮凝劑等實際工程應用中。當前，PLA復合材料被廣泛應用于藥物傳輸、組織工程以及生物植入物等方面；PHA復合材料可用于生產(chǎn)醫(yī)用植入材料、支架材料、手術縫線以及可控藥物緩釋載體等。
納米復合材料
生物基納米復合材料是一類由生物基聚合物和納米級材料組成的復合材料，具有多種優(yōu)異的性能和廣泛的應用前景。這些材料在生物醫(yī)學、食品包裝、儲能設備等領域中表現(xiàn)出色。多糖基納米復合材料由多糖和多功能無機納米顆粒組成，具有良好的生物相容性和抗菌活性，是新一代生物質基納米復合材料的代表。
MXene是一種二維納米材料，與生物質材料如細菌納米纖維素（BC）結合后，可以用于儲能器件的優(yōu)化改性。MXene復合生物質基納米材料在儲能領域中的應用逐漸成為研究熱點，其優(yōu)異的電化學性能使其在超級電容器等高價值應用中具有巨大潛力。
增材制造
使用傳統(tǒng)方法制造復雜的復合結構非常困難且耗時。3D打印通過精確的逐層沉積復合材料克服了這一問題，從而可以創(chuàng)建復雜的定制結構。
光華偉業(yè)推出了熔融擠出類聚乳酸系列材料和聚乳酸基光固化系列樹脂材料，這些材料在全球范圍內(nèi)享有盛譽，此外還研發(fā)了多種改性PLA材料，如增韌PLA材料、難燃PLA材料以及含有碳納米管的PLA復合材料。公司目前在3D打印聚乳酸復合材料領域通過持續(xù)的技術創(chuàng)新和市場拓展，已經(jīng)形成了較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)品體系，成為該領域的領軍企業(yè)之一。
循環(huán)材料經(jīng)濟
可拆卸結構的可回收復合材料可以在產(chǎn)品生命周期結束時有效分離和回收組成材料。此外，化學回收或熱解可將復合材料分解成其組成成分，以便進一步重復使用或重新利用。循環(huán)復合材料解決了報廢材料廢棄物的挑戰(zhàn)，向更可持續(xù)的經(jīng)濟轉型。
技術創(chuàng)新是推動綠色復合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素之一，當前綠色復合材料在核心技術層面還是普遍存在原料來源不確定性大、復合工藝不成熟、界面相容性差、產(chǎn)品成本高、結構設計與回收難度大等一系列技術難題。
從上游原料到下游產(chǎn)品生命終端的全產(chǎn)業(yè)鏈行業(yè)伙伴應該聯(lián)合起來突破技術與高端應用的卡脖子問題，重點拓展原材料供應鏈，開發(fā)新型高效低成本的復合工藝、成型制造以及復合材料改性技術，同時擴大綠色復合材料的應用范圍，提高綠色復合材料的性能和質量，降低成本,實現(xiàn)產(chǎn)品的多規(guī)格化和多功能化，推動綠色復合材料產(chǎn)業(yè)快速轉型升級。
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