綠色復(fù)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(zhì)資源為原材料，符合“碳中和”的發(fā)展目標(biāo)。

“十四五”時期，我國復(fù)合材料朝著關(guān)鍵技術(shù)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(fù)合材料產(chǎn)業(yè)方向發(fā)展，國家層面也開始發(fā)布細(xì)化政策從竹、秸稈、綠色樹脂等可再生原料布局關(guān)鍵復(fù)合技術(shù)攻關(guān)，不斷優(yōu)化綠色復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)。

當(dāng)前，綠色復(fù)合材料在全球范圍內(nèi)的研究、開發(fā)和應(yīng)用已逐漸成為材料科學(xué)和材料技術(shù)發(fā)展的一種趨勢，在材料設(shè)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(jìn)展，且廣泛應(yīng)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(guān)數(shù)據(jù)顯示，2022年全球綠色復(fù)合材料市場銷售額達(dá)到了106.5億美元，預(yù)計到2029年將達(dá)到190億美元，年復(fù)合增長率為9.3%。

2024年，復(fù)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(jìn)聚合物復(fù)合材料、生物材料、納米復(fù)合材料、智能金屬復(fù)合材料、增材制造、智能設(shè)計與制造、循環(huán)材料經(jīng)濟(jì)等，這些趨勢揭示了綠色復(fù)合材料在未來復(fù)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(fù)合材料中的應(yīng)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(zhì)素、?植物油等來制備環(huán)氧樹脂。

??在實際應(yīng)用中，?生物基環(huán)氧樹脂已經(jīng)被應(yīng)用于多個領(lǐng)域，原料可以是秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物，?通過煉制出木質(zhì)素制備出生物樹脂，?加工成碳纖維復(fù)合材料，?適用于氫能汽車的儲氫瓶等，為綠色化學(xué)和環(huán)保技術(shù)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(zhì)結(jié)構(gòu)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(fù)合材料對實現(xiàn)車輛輕量化有實際意義。

生物材料

生物復(fù)合材料主要用于修復(fù)及替換人體組織、器官或增進(jìn)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(yīng)用中。當(dāng)前，PLA復(fù)合材料被廣泛應(yīng)用于藥物傳輸、組織工程以及生物植入物等方面；PHA復(fù)合材料可用于生產(chǎn)醫(yī)用植入材料、支架材料、手術(shù)縫線以及可控藥物緩釋載體等。

納米復(fù)合材料

生物基納米復(fù)合材料是一類由生物基聚合物和納米級材料組成的復(fù)合材料，具有多種優(yōu)異的性能和廣泛的應(yīng)用前景。這些材料在生物醫(yī)學(xué)、食品包裝、儲能設(shè)備等領(lǐng)域中表現(xiàn)出色。多糖基納米復(fù)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(zhì)基納米復(fù)合材料的代表。

MXene是一種二維納米材料，與生物質(zhì)材料如細(xì)菌納米纖維素（BC）結(jié)合后，可以用于儲能器件的優(yōu)化改性。MXene復(fù)合生物質(zhì)基納米材料在儲能領(lǐng)域中的應(yīng)用逐漸成為研究熱點，其優(yōu)異的電化學(xué)性能使其在超級電容器等高價值應(yīng)用中具有巨大潛力。

增材制造

使用傳統(tǒng)方法制造復(fù)雜的復(fù)合結(jié)構(gòu)非常困難且耗時。3D打印通過精確的逐層沉積復(fù)合材料克服了這一問題，從而可以創(chuàng)建復(fù)雜的定制結(jié)構(gòu)。

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(fù)合材料。公司目前在3D打印聚乳酸復(fù)合材料領(lǐng)域通過持續(xù)的技術(shù)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(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)之一。

循環(huán)材料經(jīng)濟(jì)

可拆卸結(jié)構(gòu)的可回收復(fù)合材料可以在產(chǎn)品生命周期結(jié)束時有效分離和回收組成材料。此外，化學(xué)回收或熱解可將復(fù)合材料分解成其組成成分，以便進(jìn)一步重復(fù)使用或重新利用。循環(huán)復(fù)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(jì)轉(zhuǎn)型。

技術(shù)創(chuàng)新是推動綠色復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素之一，當(dāng)前綠色復(fù)合材料在核心技術(shù)層面還是普遍存在原料來源不確定性大、復(fù)合工藝不成熟、界面相容性差、產(chǎn)品成本高、結(jié)構(gòu)設(shè)計與回收難度大等一系列技術(shù)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(yīng)該聯(lián)合起來突破技術(shù)與高端應(yīng)用的卡脖子問題，重點拓展原材料供應(yīng)鏈，開發(fā)新型高效低成本的復(fù)合工藝、成型制造以及復(fù)合材料改性技術(shù)，同時擴(kuò)大綠色復(fù)合材料的應(yīng)用范圍，提高綠色復(fù)合材料的性能和質(zhì)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(fù)合材料產(chǎn)業(yè)快速轉(zhuǎn)型升級。

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