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生物基动态共价树脂赋能风电叶片——可回收、可修复、本征阻燃三位一体

放大字体  缩小字体 发布日期:2026-10-09 13:48:34    浏览次数:5    评论:0
导读

一种以废弃聚酯瓶片与香草醛衍生磷系交联剂合成的亚胺基动态共价树脂应用于复合材料取得新进展。该树脂与玄武岩纤维复合后,兼具

一种以废弃聚酯瓶片与香草醛衍生磷系交联剂合成的亚胺基动态共价树脂应用于复合材料取得新进展。该树脂与玄武岩纤维复合后,兼具闭环可回收、可重塑修复、本征阻燃与形状记忆等多重特性,为风电叶片“制造—使用—回收”全生命周期的绿色化提供了全新解法。

传统风电叶片普遍采用热固性环氧或聚酯树脂,分子网络一旦交联固化便无法重塑,导致报废叶片难以回收,成为行业顽疾。动态共价树脂则引入可在特定条件下发生交换的可逆化学键,使交联网络在保持热固性稳定性的同时,具备类似热塑性的可重塑、可修复与可回收能力,被视作“热固与热塑之间的桥梁”。

该树脂的原料来源颇具巧思——基体来自回收的废弃聚酯瓶片,交联剂则取自香草醛衍生的磷系化合物,二者经亚胺键构筑动态网络。磷元素的引入使材料具备本征阻燃特性,无需额外添加阻燃剂即可达到阻燃等级,避免了传统阻燃剂迁移、析出导致性能衰减的问题,实现阻燃与力学性能的兼得。

研究显示,该动态树脂与碳纤维复合后,不仅可实现闭环回收,且回收后纤维与基体之间的界面粘附反而获得增强。材料兼具形状记忆功能,可在受热后恢复预设形状;本征阻燃性能可有效延缓火焰蔓延。配合灌注工艺,该树脂已能成型大尺寸叶片蒙皮,具备走向工程化的基础。

该技术主要面向风电叶片、储能结构件与建筑板材等场景。其中风电叶片对大尺寸成型、长期耐候与报废回收的需求最为迫切。以玄武岩纤维替代部分传统纤维增强该树脂,既可降低对单一纤维的依赖,又能兼顾成本与性能,契合循环设计理念,提升材料体系的可持续性。

长期以来,风电叶片面临回收难、热固树脂不可重塑、阻燃依赖添加剂等痛点。本次进展以单一材料平台同时回应了回收、修复与阻燃三大诉求,而非以牺牲一项性能换取另一项,体现了“多功能一体化”的设计思路,为叶片材料体系提供了更具整体性的解决方案。

从行业视角看,这一进展标志着风电叶片正从“一次性工程树脂”迈向“无限可回收材料体系”。动态共价树脂为叶片的设计—使用—回收闭环提供了材料层面的支撑,有望重塑叶片全生命周期的成本结构与环境影响评估,推动行业向循环模式转型。

当一片叶片不再以“报废即废弃”收场,风电的绿色才算真正闭环。动态共价树脂以可逆之键,锁住了材料的未来。更多复合材料前沿动态,尽在复材云集。


 
(文/小编)
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