“風電碳梁”溫和解聚 高效降解

科學導報訊 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氧樹脂基復合材料（風電碳梁等）化學降解與資源化回收利用技術研究方面取得新進展，實現酸酐固化環氧樹脂基復合材料的全組分回收，且因解聚條件溫和，大大提高了復合材料的回收循環使用率，還在降耗防污領域邁進了一大步。

酸酐固化環氧樹脂由于其優異的物理化學性能，常與碳纖維、玻璃纖維復合制備環氧樹脂拉擠材料，廣泛應用于風電、航空航天、交通運輸、運動器材、橋梁建筑等領域。復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。但由于酸酐固化環氧樹脂特殊的三維網絡結構，導致其無法在自然環境中降解。且復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，使得資源嚴重浪費。

傳統環氧樹脂復合材料的回收方法包括機械回收和高溫熱解。機械回收方法是將復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，產品附加值低，而且無法從根本上解決熱固性環氧樹脂的回收問題。

高溫熱解方法是目前唯一工業化應用的化學回收方法，但熱解回收的復合材料中纖維強度只能達到原纖維的85%左右，且能耗高、有小分子污染物排放，污染環境。

山西煤炭化學研究所研究團隊經過多年研究，實現酸酐固化環氧樹脂基復合材料在溫和條件下解聚且全組分回收。該技術已申請系列國家發明專利，其中已授權一項。據了解，與傳統高溫熱解方法相比，該系列技術能耗低，反應選擇性好，降解體系可循環使用，纖維損傷小，產品附加值高，且生產過程無小分子廢氣排放等優點。