瑞士联邦材料科学与技术研究所的科研团队近日成功开发出一种可用于复合材料制造的新型环氧树脂。该材料不仅具备传统环氧树脂的机械性能,还同时拥有阻燃、可回收及易于生产等特性,有望为航空航天、汽车制造及风电设备等依赖复合材料的领域提供更可持续的解决方案。
环氧树脂是制造碳纤维或玻璃纤维增强复合材料的关键基体材料,广泛应用于飞机部件、汽车零件及风力涡轮叶片等产品。然而,传统环氧树脂属于热固性塑料,固化后难以通过常规方法回收再利用。Empa研究员阿文德·塞卡尔表示:“目前环氧树脂的处理方式主要是焚烧或填埋。”
研究团队通过创新性地在树脂固化前添加一种含磷聚合物,解决了这一难题。这种设计不仅赋予了材料阻燃特性,还使得固化后的聚合物网络在加热时能够发生可逆重排。塞卡尔指出:“我们已经完成了十次热机械回收循环,材料未出现显著的机械性能下降。”这意味着基于该树脂的复合材料在报废后,可被研磨并加热重塑为新的产品。
对于含有增强纤维的复合材料,研究还提供了化学回收路径。通过特定溶剂处理,能够回收超过90%的树脂成分及磷添加剂,同时较为完整地分离出纤维以备再利用。塞卡尔同时说明,化学回收过程相对复杂且消耗较多资源,因此热机械回收是更优先的选择。
该团队目前已优化了生产工艺,使其具备规模化生产的潜力。塞卡尔表示:“我们正在寻求有兴趣将该阻燃可回收环氧树脂商业化的工业伙伴。”该材料在风电叶片粘接、交通运输部件以及高性能涂料等领域具有应用前景。









