該研究團隊由瑞士聯邦材料科學與技術研究所(Empa)圣加侖先進纖維實驗室的研究員阿文德·塞卡爾博士領導，他與其他單位合作，找到了一種在不影響強度的前提下回收環氧基熱固性樹脂的方法。

環氧樹脂是一種透明、堅固的聚合物，廣泛用于涂料、黏合劑以及航空、汽車制造、運動器材和可再生能源基礎設施等領域的纖維增強復合材料。

傳統環氧樹脂固化后無法重新熔化或重塑，因此只能通過焚燒或填埋進行最終處理。為了解決這個問題，研究團隊研發了一種新型環氧樹脂，它不僅可以進行再加工和化學回收，還具有阻燃性和易于生產的特點。

回收利用的突破

雖然PET、HDPE和PVC等多種塑料在一定程度上可以回收利用，但環氧樹脂卻無法回收。它屬于熱固性聚合物，這類聚合物的長分子鏈相互交聯，這意味著它們在初始固化后無法再次熔化。

塞卡爾說：“目前，我們只有兩種處理環氧樹脂的方法：焚燒或填埋?！比欢?，這種耐用的塑料被廣泛用于涂料和黏合劑，以及與碳纖維或玻璃纖維結合制成的纖維增強材料，用于飛機、汽車零部件、運動器材和風力渦輪機等領域。

為了克服這些局限性，研究人員成功研制出一種磷基可回收環氧樹脂。磷基添加劑通常用作阻燃劑，通常情況下，它們只是以粉末的形式混入環氧樹脂中。

研究團隊在環氧樹脂固化前，將含磷聚合物直接摻入其中，制成了一種阻燃、可再加工且可化學回收的樹脂。磷元素發揮著雙重作用：它不僅能提高耐火性能，還能使聚合物內部的交聯結構在受熱時發生位移。

這意味著固化的環氧樹脂可以研磨成粉末，并通過一種稱為熱機械回收的工藝，利用熱力和壓力多次重塑成型。“我們已經進行了十次這樣的回收循環，環氧樹脂在此過程中沒有損失任何明顯的機械強度?！比栔赋觥?/p>

同時，在碳纖維飛機部件和風力渦輪機葉片等纖維增強復合材料中，環氧樹脂可以溶解以回收纖維，且幾乎不會造成任何損傷。除了纖維之外，還可以回收超過90%的環氧樹脂和磷。

從垃圾填埋場到再利用

雖然化學回收耗能高且需要溶劑，但科學家們強調，只有在無法進行熱機械回收的情況下才應使用化學回收。然而，對于纖維復合材料而言，目前還沒有可行的替代方案。

化學回收應該始終是最后的選擇，塞卡爾表示，只要條件允許，熱機械回收都是更可取的?？茖W家們花費數年時間改進這種材料，如今已優化了生產工藝，使其能夠進行工業規?；a。

他們正在積極尋找商業合作伙伴，以將這項技術推向市場。研究人員表示，早期應用可能包括室內外涂料，在這些領域，防火性和耐久性至關重要。

風力渦輪機的制造是另一個極具應用前景的領域。環氧樹脂黏合劑在連接葉片和結構部件方面發揮著重要作用，但也給維護和退役帶來了重大挑戰。

風力渦輪機特別容易受到雷擊或電氣故障引發的火災的影響?！俺颂岣叻阑鸢踩灾猓覀兊牟牧线€能簡化維護和部件更換流程，因為即使在固化后，在合適的條件下它仍然可以重新塑形?！比柨偨Y道。