這幾天一則BMW碳纖維車體結構的影片引發了一些討論，主要在於碳纖維材料的回收。

關於這件事，我們得先來瞭解一下碳纖維材料，Carbon，泛指以碳纖維編織或多層複合而成的材料。台灣消費者喜歡稱之為『卡夢』，碳纖維是一種重量比鋁輕、強度比鋼大、細度卻比人類頭髮還小的纖維，而其含碳量在90％以上，在相同體積之下，碳纖維的重量僅為鐵的四分之一，強度卻大於鋼的四倍。

近年由於能源緊縮，石油價格高漲、交通與燃料成本大幅升高，於是碳纖維材料的高強度與重量輕的特性就成為車輛產業運用上很好的材料之一。

其實碳纖維的研究很早就有記載，最早使用碳纖維的人就是發明燈泡的愛迪生。愛迪生為發明新的照明裝置，尋找一種能導電並有高電阻、能發熱、發光的材料，那時就以竹子天然纖維加以燃燒氧 化製成碳纖維材料，雖然這種碳纖維可通電發光，卻因太脆而放棄，最後仍然使用了鎢絲。

碳纖維生產主要由三種原絲來源：聚丙烯腈 PAN、瀝青 Pitch 及 嫘縈 Rayon。碳纖維依不同區域所擁有的始用原料可分為：纖維素基的碳纖維 Rayon、聚丙烯睛基碳纖維(polyacrylonitrile 簡稱 PAN)及瀝青基碳纖維 Pitch 等三大類，發展至今不下幾百種。

碳纖維的應用最多在三個主市場產品如:運動產業、航太產業和工業用途, 各產業對碳纖維的年總 需求量中,依用途的百分比大概是:以運動產品領域約 30%,航太產業領域約 20%, 工業產品領域約 50％。

早期碳纖維存在著無法回收的問題，因為碳纖製品通常會和塑膠或熱固型樹脂成型成複合材料，而這類的廢棄碳纖製品幾乎都是以焚化後當土地填料處理，但是因為碳纖的高耐熱,，焚化後沒辦法完全灰化，所以這種處理方式並不是很恰當，同時汽車製造廠商所使用的汽車素材對環境所產生的負荷遭到強烈關切。各國的環保規定更趨嚴厲，不能再利用，必須掩埋處理的素材很難被考慮採用。

再來碳纖維的另一個問題就是價格太高。實際上，碳纖維的新品在製造時需要很多的能源。原料中的纖維需用攝氏1千度以上的慢慢燒。要作出1公斤的碳纖維，會排出22公斤的CO2，比鐵還多。但是花功夫作出來的纖維，只使用一次後就成為產業廢棄物被掩埋處理掉了。

所以碳纖維材料如果可以克服回收的問題，同時就能解決價格過高的阻力。為了達成這個目標，最重要就是提昇生產性能及促進資源回收。

而一些碳纖供應商一直做一個回收的專案，是利用高溫(可裂解塑膠但是不會裂解碳纖 , 大約是400~600度)把碳纖從複材製品提煉出來，因為這時的碳纖已經不是新品那樣是整束的完整結構，所以只能磨成纖維細粉回收，種產品雖然不如新品的強度，但是仍然保有很好的補強特性，可以再使用成為低階碳纖補強製品。

最後我們來看看BMW輕量化車體採用碳纖維技術的運用影片

 

參考資料：

波蘭克拉科夫 AGH 理工大學、礦物及溼流體材料科學研究

台灣區電機電子同業公會

redorbit.com