在风力发电机叶片、航空航天的精密部件上以及新能源汽车的轻量化车身中,被称为“新材料之王”的碳纤维复合材料(CFRP)正以其轻量化、高强度的优势,成为高端制造领域的“香饽饽”。然而,这个“材料界明星”却有着难以言说的“环境之痛”——传统CFRP依赖石油基热固性树脂,固化后形成的永久交联结构让其“宁折不弯”,全球每年因此产生的数百万吨废弃物只能填埋或焚烧,给生态环境带来沉重负担。
如何让“新材料之王”既保持性能优势,又能“循环新生”?近日,盐城工学院“松韵智创”团队交出了一份亮眼的答卷——他们历时两年研发的生物基Vitrimer材料,不仅破解了CFRP回收难题,更赋予材料“自修复”“形状记忆”等智能特性,为绿色制造写下生动注脚。
痛点直击:从“不可回收”到“循环新生”的产业之问
数据显示,全球每年CFRP废弃物超300万吨,我国作为制造业大国,这一数字正以每年15%的速度增长。这一困境与“双碳”目标下的产业需求形成强烈反差。“十四五”国家战略性新兴产业发展规划明确提出,要加快复合材料研发及产业化,推动其在航空航天、新能源、轨道交通等领域的应用。如何让CFRP从“用后即弃”转向“循环再生”,成为亟待突破的关键技术瓶颈。
技术突围:用“动态化学键”激活材料“生命力”
面对难题,“松韵智创”团队另辟蹊径将目光投向了“动态共价键”——一种能在特定条件下断裂重组的化学键。团队以天然可再生的松香和生物基癸二酸为原料,通过酸化改性和动态键设计,成功开发出无催化固化的生物基Vitrimer材料。这种材料与碳纤维复合后,不仅能在水中即可快速降解,回收95%以上的高纯度碳纤维,还能将原料癸二酸循环再利用,真正实现“从自然中来,回自然中去”。
团队聚焦航空航天零部件、新能源汽车结构件回收和风力发电机叶片领域,市场前景广阔。目前,团队已围绕该技术申请4项发明专利。盐城工学院“松韵智创”团队用一项技术创新,为“新材料之王”注入了绿色生命力。
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