植物基环氧树脂使可回收碳纤维成为可能，更具成本效益温室气体排放量更低

国家可再生能源实验室 (NREL) 的研究人员表明，使用生物基环氧树脂和酸酐硬化剂制造碳纤维复合材料，使其成为可回收碳纤维。

回收过程——称为甲醇分解——可以在室温下选择性地触发，而不会降低纤维的质量。这可能代表着朝着圆形材料迈出了坚实的一步，这种材料可以使碳纤维在多用途中更便宜、更环保。

既坚固又轻巧，碳纤维的优势来自其分层设计。它是由纯碳长丝和称为热固性树脂的胶状环氧树脂涂层组成的复合材料。固化时，液态树脂中的分子相互结合并围绕编织碳丝，硬化成坚固而坚硬的晶格。当使用模具生产时，该材料可以采用各种形状，用于各种应用，从汽车保险杠到风力涡轮机叶片等等。

然而，固化环氧树脂的热固性使得这些优质产品难以分解，尤其是在不严重损坏碳丝的情况下。由碳纤维制成的产品（尽管价格昂贵）通常会运往垃圾填埋场不会获得任何效率收益。

尽管碳纤维可以将一辆典型乘用车的重量减少一半——将其燃油效率提高多达 35%——但任何效率优势都被用于制造它的温室气体密集型能源有效地抵消了。合成碳纤维涉及超过 1,000 °C 的温度。

NREL 的科学家 Nicholas Rorrer 和其团队开始对生物质的化学进行试验，以了解它是否可以实现一种为可回收性而设计的新型环氧树脂。与石油中的碳氢化合物相比，生物质含有更高水平的氧和氮，提供了不同的化学可能性。

使用特殊催化剂，NREL 团队能够在室温下分解生物基树脂，这一过程称为解聚。这使得碳丝得以恢复，同时保持它们的质量和排列。

结合 NREL 对低成本、生物基丙烯腈作为碳纤维前体的研究，环氧树脂的突破可能会大大提高碳纤维复合材料的成本效益和环境友好性。

能够提取和回收碳纤维可以使该材料对大众市场的电动汽车更加经济，从而为电池腾出重量和空间。它还将材料的温室气体排放量降低 20%–40%。更好的是，它可以在不增加制造成本的情况下实现所有这些，因为研究人员估计 NREL 的环氧树脂可以以与当今石油基环氧胺树脂大致相同的价格生产。获取更多前沿科技 研究进展 访问：https://byteclicks.com