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山西煤化所一研究成果再获新进展 “风电碳梁”温和解聚 高效降解

来源:科学导报    时间:2022-05-12 11:08

5月7日,记者从山西煤化所获悉,该所侯相林、邓天昇研究团队在废弃酸酐固化环氧树脂基复合材料(风电碳梁等)化学降解与资源化回收利用技术研究方面取得新进展,实现酸酐固化环氧树脂基复合材料的全组分回收,且因解聚条件温和,大大提高了复合材料的回收循环使用率,还在降耗防污领域迈进了一大步。

酸酐固化环氧树脂由于其优异的物理化学性能,常与碳纤维、玻璃纤维复合制备环氧树脂拉挤材料,广泛应用于风电、航空航天、交通运输、运动器材、桥梁建筑等领域。复合材料中热固性树脂约占到三成,碳纤维、玻璃纤维等材料占比约七成,两者结合,使得材料既具有较轻的重量,也有高强度、耐腐蚀、抗疲劳等性能。但由于酸酐固化环氧树脂特殊的三维网络结构,导致其无法在自然环境中降解。且复合材料中碳纤维价格昂贵,被称为“黑色黄金”,也因回收效率低,使得资源严重浪费。

传统环氧树脂复合材料的回收方法包括机械回收和高温热解。机械回收方法是将复合材料通过物理粉碎,与其他树脂、粉末混合后挤压制成板材,该方法碳纤维、玻璃纤维被破坏,产品附加值低,而且无法从根本上解决热固性环氧树脂的回收问题。

高温热解方法是目前唯一工业化应用的化学回收方法,但热解回收的复合材料中纤维强度只能达到原纤维的85%左右,且能耗高、有小分子污染物排放,污染环境。

山西煤炭化学研究所研究团队经过多年研究,实现酸酐固化环氧树脂基复合材料在温和条件下解聚且全组分回收。该技术已申请系列国家发明专利,其中已授权一项。据了解,与传统高温热解方法相比,该系列技术能耗低,反应选择性好,降解体系可循环使用,纤维损伤小,产品附加值高,且生产过程无小分子废气排放等优点。


 
 
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