輕質、高度耐用的纖維增強環氧復合材料由嵌入聚合物基體中的玻璃纖維或碳纖維組成,是對制造汽車、船舶、飛機和風力渦輪機葉片至關重要的高性能材料。
到2025年,每年將由大約25000噸的風電葉片到達其運營期限。傳統上,由于環氧樹脂的化學特性,風力渦輪機葉片很難回收,因為環氧樹脂是一種彈性物質,且被認為是一種不可能分解成可重復使用的成分。環氧樹脂不可生物降解,焚燒時會釋放有毒氣體,最終導致填埋成為處理它們的主要途徑。
由于效率低下和不可持續,風力渦輪機葉片的填埋已被多個歐洲國家禁止,預計以后還會有更多國家實施。因此,對環氧樹脂及其復合材料可行的回收策略的需求迫切。
然而,該方法還不能立即擴展,因為催化系統的效率不足以進行工業實施——而且釕是一種稀有且昂貴的金屬。因此,奧胡斯大學的科學家們正在繼續改進這種方法。
“盡管如此,我們認為這是開發耐用技術的重大突破,可以為環氧基材料創造循環經濟。這是化學過程的首次發表,可以選擇性地分解環氧樹脂復合材料并分離出最重要的材料之一。該研究的主要作者之一 Troels Skrydstrup 說:“環氧聚合物以及玻璃或碳纖維的重要組成部分,不會在此過程中損壞后者。”
圖1 環氧樹脂的催化解構
圖2 用Ru催化從商用環氧復合材料中回收BPA和纖維