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新型复合树脂制成可回收涡轮机叶片

作者:科技日报发布时间2022-08-25浏览量:69

风力发电是一种越来越受欢迎的可再生能源。然而,将风能转化为电能的巨型涡轮机叶片被更换下来如何处置是一个问题。在23日举行的美国化学学会秋季年会上,美国科学家报告了一种新的复合树脂,可用于制造这些庞然大物,且回收后可用于制造新的涡轮叶片或各种其他产品,包括台面、汽车尾灯、尿布,甚至是小熊软糖。

“我们的树脂系统的美妙之处在于,它的使用周期结束时,可以将它溶解,然后从它所在的任何基质中释放出来,这样它就可以反复使用。”密歇根州立大学的约翰·道根博士说,“这就是循环经济的目标。”

由玻璃纤维制成的风力涡轮机叶片长度可达半个足球场。尽管一些公司已经找到了将玻璃纤维回收成低价值材料的方法,但大多数被丢弃的叶片最终被送进了垃圾填埋场。

研究人员通过将玻璃纤维与植物衍生聚合物和合成聚合物结合起来,制造了一种新的涡轮机材料。由这种热塑性树脂制成的面板足够坚固和耐用,可以用于涡轮机或汽车。研究人员将面板溶解在新鲜的单体中,物理移除玻璃纤维,将材料重新浇铸成相同类型的新产品,重铸面板与其前身具有相同的物理性能。

除了新的风力涡轮机叶片,这种新型树脂还可以用于各种其他应用。通过将树脂与不同的矿物混合,研究小组生产出了可以转化为家用物品的人造石,如台面和浴室水槽。研究人员还可以将回收的材料粉碎,并将其与其他塑料树脂混合后注塑成型,用于制造笔记本电脑盖和电动工具等物品。

这种材料甚至可以升级为更高价值的产品。在碱性溶液中消化热塑性树脂会释放出聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),这是一种用于窗户、汽车尾灯和许多其他物品的常见丙烯酸材料。而提高消化温度又能将PMMA转化为聚甲基丙烯酸,这是一种用于尿布的高吸水性聚合物。碱性消化还会产生乳酸钾,乳酸钾可以提纯并制成糖果和运动饮料。“我们回收了食品级的乳酸钾,并用它制作了小熊软糖,我把它吃了。”道根说。

研究人员已经证明这种树脂具有适合风力涡轮机的物理性能,他们希望能制造出用于现场测试的中等尺寸的叶片。


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