舊風力渦輪機葉片被回收利用製成更堅固的塑料

2025年04月11日05:02:05 科學 1464

回收大型風力渦輪機葉片並非易事,因為它們由堅固的材料製成,能夠經受數十年的風雨侵蝕。華盛頓州立大學的研究人員發明了一種利用這些特性的方法,利用廢棄葉片製造出堅固耐用的塑料,而無需使用刺激性化學品。

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風力渦輪機葉片非常巨大,而 20 世紀 90 年代生產的葉片現在已經報廢,很難回收利用

挑戰在於如何分解20世紀90年代許多老式葉片所使用的固化輕質材料玻璃纖維增強聚合物(GFRP)。但在本月發表於《資源、保護與回收》雜誌上的研究中,該團隊找到了另一種方法。他們解釋道:

「對於這項工作,我們不需要完全分解所有鍵並推動反應完成,」論文合著者趙寶明解釋說。「只要我們能夠將交聯網路分解成更小的碎片,並且它們可以熔融加工,我們就可以將其與尼龍複合,得到一種新的複合材料。」

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左圖:風力渦輪機葉片廢料。中圖:經過處理和乾燥的風力渦輪機葉片玻璃纖維增強聚合物 (GFRP)。右圖:含有 70% 回收 GFRP 的注塑塑料

該團隊的方法是先將廢棄的渦輪葉片切割成兩英寸(約5厘米)的塊狀,然後將其粉碎成碎片。將這些碎片浸泡在加壓過熱水中加入醋酸鋅(一種低毒有機鹽)的溫和溶液中兩小時。

該工藝可以回收完整的玻璃纖維和樹脂,然後將其與熔融的熱塑性塑料(一種常用於製造牛奶瓶的材料)和尼龍塑料混合,生產出更高級的複合材料。複合回收尼龍塑料的強度提高了三倍多,硬度提高了八倍。

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渦輪葉片被切成塊,切碎成碎片,用溶液處理以回收纖維和樹脂,然後用熱塑性塑料熔化以生產出更堅固的材料

研究人員的方法還有其他一些好處。首先,醋酸鋅催化劑可以簡單地過濾並回收再利用。其次,該工藝可以應用於其他常見塑料,例如聚丙烯,它用於製造食品容器、文具和玩具等產品。

這可能使廢舊渦輪葉片對塑料回收廠來說變得非常有價值,同時還能採用相對環保的工藝。研究人員的下一步計劃是降低該方法的加壓要求,使其更容易大規模應用,並探索開發可用於製造新渦輪葉片的可回收材料。

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風力渦輪機葉片由複合材料製成,可承受數十年的惡劣天氣條件

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