综述：风力涡轮机叶片废弃物中纤维增强聚合物复合材料的化学回收

本综述系统探讨了纤维增强聚合物复合材料（FRPC）在风电叶片废弃物（WTBW）中的化学回收技术，重点分析了高温降解（HTD）和低温降解（LTD）的机制、反应条件与产物特性，为风电行业可持续发展提供了理论依据和技术参考。

　　

引言

随着全球风电装机容量在2030年预计突破2 TW，退役风力涡轮机叶片废弃物（WTBW）的处置问题日益严峻。纤维增强聚合物复合材料（FRPC）作为叶片主要成分，其热固性树脂基体的高交联特性使得传统机械或热回收方法面临纤维损伤、能耗高、有毒气体排放等瓶颈。化学回收通过溶剂-催化剂体系选择性解聚树脂，成为实现高值化回收的关键路径。

高温降解（> 200°C）

超临界/亚临界流体技术是高温降解的核心。水体系在350-400°C、22-25 MPa条件下可高效断裂环氧树脂的C-N和C-O键，生成苯酚衍生物，但强腐蚀性可能损伤玻璃纤维。醇类（如乙醇、异丙醇）在亚临界状态（250-300°C）通过酯交换反应降解酐固化树脂，纤维强度保留率达90%以上。丙酮体系则对碳纤维复合材料展现出独特选择性，降解产物可转化为油水分离材料。

低温降解（< 200°C）

低温氧化法虽能非选择性分解树脂，但会氧化纤维表面。创新性催化体系如路易斯酸（AlCl₃）协同离子液体，可在80-150°C下靶向切割胺固化树脂的C-N键，单体回收率超85%。乙二胺/乙醇胺体系则通过亲核取代反应实现纤维无损分离，降解产物可重新合成环氧树脂前体。

新技术展望

酶催化降解和光-化学协同降解成为新兴研究方向。漆酶-介质体系可在常温下氧化酚类交联点，而紫外光激发H₂O₂产生的羟基自由基能高效矿化树脂。微波辅助降解可缩短反应时间至传统方法的1/5，能耗降低40%。

结论

化学回收通过调控溶剂极性、催化剂活性和反应动力学，平衡了降解效率与纤维性能保留的矛盾。未来需开发低成本绿色溶剂、优化连续化工艺，并建立降解产物数据库以推动产业化应用。