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奥卢大学的研究人员开发出新型高性能生物基树脂,可以替代复合材料产品中的传统石油基材料,而不会影响强度、成本或工业规模化生产。
随着复合材料在可再生能源、交通运输、海洋工业和建筑业中继续发挥关键作用,生物基树脂可能成为可持续工业生产的驱动力。
这些新型环氧树脂和聚酯树脂由生物质衍生的平台化合物制成,其性能可与化石基树脂媲美,甚至更胜一筹。原材料来源于丰富的林业和农业副产品,例如锯末和秸秆,将曾经的废弃物转化为适用于高要求应用的高级材料。
聚酯树脂广泛用于玻璃纤维复合材料结构,例如船舶和房车。而环氧树脂则是粘合剂以及高性能复合材料(用于运动器材和工业部件)中不可或缺的材料。
据博士研究员米科·萨洛宁称,研究结果令人瞩目,“我们开发的生物质基聚酯树脂的拉伸强度比商用化石基聚酯树脂高出76%。 ” 研究结果表明,生物基热固性树脂可以达到甚至超过现有材料的技术性能。
“生物基树脂与化石树脂相比,价格不会有显著差异, ”高级研究员尤哈·海斯卡宁表示。“一旦生物基平台化学品生产出来,就可以利用现有的化工生产线进行加工。 ”
除了性能和价格之外,新型树脂还具有一项重要的可持续性优势:化学可回收性。
与传统复合材料(例如用于风力涡轮机叶片的材料)难以回收利用不同,这种新型材料可以通过化学方法分解并作为原材料重新利用。这为循环复合材料制造开辟了道路。
关键组成单元,包括羟甲基糠醛 (HMF) 和糠醛,来源于林业和农业副产品中木质纤维素生物质中的纤维素和半纤维素,为许多国家提供了丰富且可再生的原料。
虽然林业传统上侧重于纸浆生产,但新技术使得生物质成分(例如木质素)的更广泛利用成为可能。将化学工业工艺与林业原材料相结合,有望创造全新的生物经济价值链。
“将生物基原材料升级为高性能材料和产品,为拓展生物经济提供了重要机遇, ”海斯卡宁说道。他领导着一个由七名成员组成的研究团队,致力于开发生物质基材料。该团队已申请了三项专利,目前正在寻找合作伙伴,以推进中试规模生产。
此外,欧盟境内的石油储量仅占全球石油储量的不到2%,因此,扩大生物基材料的使用对欧洲也具有重要的战略意义。生物质树脂既能增强材料的自给自足能力,又能推进气候和循环经济目标的实现。
环氧树脂的研究成果于2026年2月发表在题为《循环复合材料:高性能、闭环可回收的生物质基呋喃环氧树脂》的研究中。该研究由意大利和瑞典的研究人员合作完成,并在芬兰商业促进署资助的FurBio旗舰项目下开展。
在Interreg Aurora资助的SUSBICO项目(可持续生物复合材料)中,与吕勒奥理工大学的研究人员合作,正在同步开发聚酯树脂。早期成果已于2025年11月发表:《由生物基糠醛衍生的硫桥二呋喃单体制成的不饱和聚酯树脂》。

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