芬兰开发木质生物基树脂 可用于风机叶片与船舶制造
2026-02-28 12:02
来源:University of Oulu
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芬兰奥卢大学的研究团队近日开发出新型高性能生物基树脂,可在复合材料产品中替代传统石油基材料,且不影响强度、成本或工业化加工性能。随着复合材料在可再生能源、交通运输、船舶制造和建筑等领域持续发挥关键作用,生物基树脂有望成为推动可持续工业生产的重要方向。

研究人员利用源自生物质的平台化学品,开发出新型环氧树脂和不饱和聚酯树脂,其性能与化石基材料相当或更优。原材料来自木屑、秸秆等林业和农业废弃物,将原本的副产物转化为可用于高性能应用的材料。

聚酯树脂广泛用于玻璃钢船体、房车等复合材料结构,环氧树脂则是运动器材、工业部件和高性能粘合剂的核心材料。相关研究成果已发表在学术期刊《Composites Part B: Engineering》上。

博士研究员米科·萨洛宁表示,研究结果令人瞩目:“我们开发的生物基聚酯树脂,拉伸强度比商用化石基聚酯树脂高出76%。”这一发现表明,生物基热固性树脂在技术性能上可达到或超越现有材料。

高级研究员尤哈·海斯卡宁指出:“生物基树脂与化石树脂之间不会有明显的价格差异。一旦生物基平台化学品实现规模化生产,就可以利用现有的化工生产线进行加工。”

除了性能和成本优势,这种新材料还具有关键的可持续特性——化学可回收性。与目前难以回收的传统复合材料(如风力发电机叶片)不同,新型材料可通过化学方式分解,重新作为原料使用,为复合材料的循环制造提供了可能。

羟甲基糠醛和糠醛是制造这些树脂的关键原料,它们来源于林业和农业废弃物中的纤维素和半纤维素。这些原料在许多国家来源丰富且可再生。传统上林业以纸浆生产为主,如今新技术使木质素等生物质成分得到更充分利用。将化工工艺与林业原料结合,有望形成全新的生物经济价值链。

海斯卡宁表示:“将生物基原料升级为高性能材料和产品,为拓展生物经济提供了重要机遇。”他领导着一支由七人组成的研究团队,专注于生物质材料的开发。团队已申请三项专利,目前正寻求合作伙伴推进中试生产。

此外,欧盟地区全球石油储量占比不足2%,扩大生物基材料的应用对欧洲具有战略意义。生物基树脂有助于提升材料自给能力,同时推动气候目标和循环经济发展。

环氧树脂的相关成果已于2026年2月发表在《Circular composite materials: Biomass-based furan epoxies with high-performance and closed-loop recyclability》研究中,合作方包括意大利和瑞典的科研机构。聚酯树脂的平行开发也在持续推进,初步结果已于2025年11月发表。

出版详情:作者:Reima A. Terho等,标题:《圆形复合材料:基于生物质的呋喃环氧树脂,具有高性能和闭环可回收性》,发表于:复合材料B:工程(2026)。

作者:Mikko Aleksi Salonen等,标题:《由生物基糠醛衍生的硫桥联二呋喃单体制备的不饱和聚酯树脂》,发表于: ACS可持续化学与工程(2025)。期刊信息: ACS可持续化学与工程

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