废弃风力涡轮机叶片粉末（rWTB）是通过破碎退役的风力涡轮机叶片获得的。受向清洁能源和可持续发展实践转型的推动，未来40年内风电行业预计将快速增长。然而，风力涡轮机叶片的使用寿命仅为20至25年。据预测，到2030年中国将有超过30,000台风力涡轮机退役，到2035年这一数字将增至90,000台[1]。目前的回收方法（包括热解和机械研磨[[2], [3], [4]]）在成本效益和有效材料回收方面存在困难，尤其是对于玻璃纤维增强塑料（GFRP）成分。这些方法通常需要较高的能量输入和复杂的处理步骤，从而增加了经济成本并限制了其大规模应用[5,6]。
将rWTB粉末直接用于木塑复合材料（WPC）是一个有前景的替代方案；然而，亲水性填料（如轻木（BW）与疏水性基体（如高密度聚乙烯（HDPE））之间的不相容性仍然是一个重大挑战[7]。退役的风力涡轮机叶片主要由GFRP、BW和粘合剂组成，给回收带来了很大困难。尽管如此，直接将rWTB加入聚合物复合材料中可以避免繁琐的分离步骤，从而提高资源利用率并简化加工过程。更重要的是，有效的回收不仅减少了二次污染，还促进了复合废弃材料的循环利用，带来了明显的环境和可持续性效益[[8], [9], [10], [11]]。目前的回收方法包括物理、化学和热处理。
木塑复合材料是一种通过将热塑性基体与木粉或植物纤维等填料混合制成的复合材料[12,13]。由于其优异的尺寸稳定性、低成本和类似木材的外观，WPC在航空航天、建筑、户外家具、汽车内饰和包装等领域越来越受欢迎[[14], [15], [16]]。为了提高WPC的力学性能，人们探索了多种增强方法，包括添加刚性颗粒和增强纤维，以及改善填料与塑料基体之间的界面相容性[[17], [18], [19], [20], [21], [22], [23], [24]]。
在这种情况下，rWTB中的回收GFRP具有轻质、高强度和耐腐蚀的特性，使其成为WPC的理想增强材料[16]。此外，rWTB中的轻木成分可以作为WPC的填料和碳源。总之，这项工作实现了rWTB的完全回收，无需分离轻木成分，并提高了WPC的阻燃性和力学性能，同时解决了回收成本、效率和可持续性问题。
由于塑料和木纤维都具有易燃性，WPC在潜在应用方面存在限制。因此，研究WPC的阻燃性能至关重要。WPC中常用的阻燃剂包括卤化阻燃剂、氮磷阻燃剂、铝镁阻燃剂、膨胀阻燃剂和新型纳米阻燃剂。卤化阻燃剂虽然价格低廉，但会释放有毒烟雾和腐蚀性气体，对环境和健康构成风险[26]。因此，无卤阻燃剂（如聚磷酸铵（APP）得到了更广泛的认可。APP能够形成一层保护性炭层，抑制热量和火焰的扩散，从而提高复合材料的阻燃性能[[27], [28], [29], [30], [31], [32], [33], [34], [35]]。
在本研究中，我们旨在确定玻璃纤维增强聚合物（GFRP）和生物质废弃物（BW）的最佳比例，以开发高性能的回收木塑复合材料（rWTB/HDPE），从而简化rWTB的分选过程并降低回收成本。我们对不同GFRP/BW比例的rWTB/HDPE木塑复合材料（WPC）的力学性能、微观形态、热稳定性、加工性能、吸水性和密度进行了全面评估。此外，还研究了添加和不添加聚磷酸铵（APP）时复合材料的阻燃性能。这种创新方法既增强了材料性能，又提高了阻燃性，简化了回收过程，同时提升了可持续性。具体而言，APP有助于形成稳定的膨胀炭层，而轻木提供了碳质残留物，GFRP则增强了保护屏障的物理完整性。多组分的协同效应显著提高了阻燃性能，超越了单独使用APP所能达到的效果。
