“風(fēng)電碳梁”溫和解聚 高效降解

科學(xué)導(dǎo)報訊 記者耿倩 5月7日，記者從山西煤化所獲悉，該所侯相林、鄧天昇研究團隊在廢棄酸酐固化環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料（風(fēng)電碳梁等）化學(xué)降解與資源化回收利用技術(shù)研究方面取得新進(jìn)展，實現(xiàn)酸酐固化環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的全組分回收，且因解聚條件溫和，大大提高了復(fù)合材料的回收循環(huán)使用率，還在降耗防污領(lǐng)域邁進(jìn)了一大步。

酸酐固化環(huán)氧樹脂由于其優(yōu)異的物理化學(xué)性能，常與碳纖維、玻璃纖維復(fù)合制備環(huán)氧樹脂拉擠材料，廣泛應(yīng)用于風(fēng)電、航空航天、交通運輸、運動器材、橋梁建筑等領(lǐng)域。復(fù)合材料中熱固性樹脂約占到三成，碳纖維、玻璃纖維等材料占比約七成，兩者結(jié)合，使得材料既具有較輕的重量，也有高強度、耐腐蝕、抗疲勞等性能。但由于酸酐固化環(huán)氧樹脂特殊的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其無法在自然環(huán)境中降解。且復(fù)合材料中碳纖維價格昂貴，被稱為“黑色黃金”，也因回收效率低，使得資源嚴(yán)重浪費。

傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的回收方法包括機械回收和高溫?zé)峤?。機械回收方法是將復(fù)合材料通過物理粉碎，與其他樹脂、粉末混合后擠壓制成板材，該方法碳纖維、玻璃纖維被破壞，產(chǎn)品附加值低，而且無法從根本上解決熱固性環(huán)氧樹脂的回收問題。

高溫?zé)峤夥椒ㄊ悄壳拔ㄒ还I(yè)化應(yīng)用的化學(xué)回收方法，但熱解回收的復(fù)合材料中纖維強度只能達(dá)到原纖維的85%左右，且能耗高、有小分子污染物排放，污染環(huán)境。

山西煤炭化學(xué)研究所研究團隊經(jīng)過多年研究，實現(xiàn)酸酐固化環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料在溫和條件下解聚且全組分回收。該技術(shù)已申請系列國家發(fā)明專利，其中已授權(quán)一項。據(jù)了解，與傳統(tǒng)高溫?zé)峤夥椒ㄏ啾龋撓盗屑夹g(shù)能耗低，反應(yīng)選擇性好，降解體系可循環(huán)使用，纖維損傷小，產(chǎn)品附加值高，且生產(chǎn)過程無小分子廢氣排放等優(yōu)點。