怀俄明大学Maohong Fan教授等：煤与废塑料变身高性能碳纤维，实现资源再利用

背景：碳纤维在飞机制造、风力发电等领域应用广泛，但传统聚丙烯腈原料价格昂贵且产率偏低。沥青作为廉价原料可由煤液化获得，但传统液化过程需大量溶剂且需循环，效率受限。同时，废塑料的大量产生带来了严重的环境问题。研究目的：开发一种利用废塑料作为溶剂，将煤液化并进一步制备高性能碳纤维的可持续工艺，以实现资源再利用。结论：研究团队以废高密度聚乙烯（HDPE）为前体制成溶剂，在较温和条件下（氢气压力6 MPa，温度450 ℃）成功液化煤。液化产物经热缩聚、熔融纺丝和热处理后，制得的碳纤维性能优异：经1500 ℃碳化的通用碳纤维杨氏模量达238 GPa，强度1.15 GPa；经2800 ℃石墨化的高性能碳纤维杨氏模量达759 GPa，强度4.03 GPa，性能接近或超过部分商用沥青基碳纤维。该工艺证明了利用废塑料和煤生产高性能碳纤维的可行性，兼具环境与经济效益。