風(fēng)能產(chǎn)業(yè)是快速增長的領(lǐng)域，是復(fù)合材料最大的市場之一。
風(fēng)能產(chǎn)業(yè)如此成功的關(guān)鍵因素之一是這項技術(shù)的可擴(kuò)展性,尤其在葉片尺寸方面。
近年來，風(fēng)力渦輪機(jī)的建設(shè)取得了重大進(jìn)展，隨著葉片變得越來越長以及目前的轉(zhuǎn)子直徑達(dá)到200m，最大的渦輪機(jī)正接近艾菲爾鐵塔的高度，這不僅從建設(shè)的角度來看令人印象深刻，而且對性能帶來了重大影響。
這些更大的渦輪機(jī)能夠在它們的使用壽命期間捕獲和轉(zhuǎn)化更多的能量, 最終導(dǎo)致能源生產(chǎn)的成本大幅降低，即所謂的平衡能源成本。
伴隨著其與基于化石燃料的能源發(fā)電達(dá)到平價成本，風(fēng)能已成為最大的清潔可再生能源之一。
在此領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展包括海上風(fēng)能利用率的不斷提高，這導(dǎo)致了葉片長度的進(jìn)一步增加。
海上風(fēng)力發(fā)電裝置的優(yōu)勢在于，可以依靠更穩(wěn)定的風(fēng)力資源，因此，預(yù)計其在未來幾年仍將大幅增長。
為什么可持續(xù)性在復(fù)合材料風(fēng)能領(lǐng)域如此重要呢？
相關(guān)人員回答說：“在過去的幾十年里，風(fēng)力渦輪機(jī)一直是清潔能源的可持續(xù)來源，技術(shù)的進(jìn)步已使風(fēng)能成為化石燃料發(fā)電最有競爭力的替代能源，可再生風(fēng)能將是應(yīng)對氣候變化的決定性要素。而要進(jìn)一步提高可持續(xù)性，就必須考慮價值鏈的各個方面。”
芯核材料的研制先進(jìn)的復(fù)合材料在典型的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的應(yīng)用
從復(fù)合材料的角度來看，特別是葉片結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展，正在迫使供應(yīng)鏈以同樣快的速度成熟起來，以有競爭力的價格提供解決方案，以便在全球范圍內(nèi)支持低水平的風(fēng)力發(fā)電能源成本。
渦輪機(jī)的設(shè)計取決于幾個關(guān)鍵要素。在力學(xué)性能以及長時間承受惡劣的氣候條件方面，對這些要素的要求非常高。
其中，屈曲是在渦輪葉片設(shè)計中應(yīng)用的一個重要的失效準(zhǔn)則，同時，結(jié)構(gòu)設(shè)計在很大程度上是由剛性和抗力驅(qū)動的。
在此過程中，很多的注意力都集中在葉片的芯核上，因為這是達(dá)到所需剛度的關(guān)鍵要素。
巴沙木，一種自然生長的芯核方案
傳統(tǒng)上，端粒巴沙木是最早被用作風(fēng)力渦輪機(jī)芯核的材料之一，現(xiàn)在仍被廣泛使用。這種材料是將木材沿纖維方向粘接而成，從而形成一個彈性塊。然后，垂直于纖維的方向?qū)椥詨K切片，以創(chuàng)造出用于葉片結(jié)構(gòu)的芯核板。
除了環(huán)境友好外，巴沙木還以其非凡的強(qiáng)度和剛度而成為特殊的芯核材料。
然而，一棵巴沙樹要長到可以砍伐、開始生產(chǎn)材料的程度通常需要大約4年的時間。這種由自然生長周期、暴露在不同的氣候條件下以及其他可能進(jìn)一步延長生產(chǎn)時間的情況而引起的滯后，對于動力風(fēng)能產(chǎn)業(yè)而言尤其是一大挑戰(zhàn)。
通過利用可回收的熱塑性塑料代替不可回收的熱固性材料，在Kerdyn PET結(jié)構(gòu)芯核方面取得了重大進(jìn)展，這種可回收的熱塑性塑料大部分由回收PET瓶制成。
如何將回收PET 制成合成的芯核材料通過對回收技術(shù)的垂直整合，采用回收PET制成了更環(huán)保的芯核材料
鑒于芯核在葉片結(jié)構(gòu)中的重要性, 多年來，人們一直在研究幾種合成的芯核。可擴(kuò)展合成芯核技術(shù)的現(xiàn)代答案來自于對熱塑性擠出泡沫的應(yīng)用。在平衡耐熱性、力學(xué)性能（提供必要的剛度和強(qiáng)度）和成本方面，PET是一種能提供最大優(yōu)勢的聚合物。
此外，PET為回收材料提供了一個發(fā)展良好和有彈性的供應(yīng)鏈，進(jìn)一步提高了材料和高效生產(chǎn)技術(shù)的環(huán)境可信度，允許回收任何生產(chǎn)廢料以將其制成新的泡沫芯核材料。
回收PET是一種可用于熱塑性泡沫擠出的原材料，但為了獲得穩(wěn)定的泡沫，這種材料的粘度需要大幅調(diào)整，才能被用于反應(yīng)擠出過程。
因此，擠出機(jī)不僅是引入物理發(fā)泡劑的工藝輔助設(shè)備，它還是使熔融的PET與改性劑發(fā)生反應(yīng)，以改變聚合物行為的化學(xué)反應(yīng)器，從而在冷卻時，能顯著提高PET保持精細(xì)低密度泡沫狀態(tài)的能力。熱塑性泡沫的擠出過程
由于消費后的PET能得到廣泛的回收，為人們利用已經(jīng)組織良好的供應(yīng)鏈提供了機(jī)遇。
固瑞特最近投資了縱向一體化的回收技術(shù)，從回收流到PET泡沫，目的是利用這條供應(yīng)鏈，賦予PET廢棄物第二次生命。
在一個非常節(jié)能、浪費最少的過程中，回收的PET被加工成泡沫。
在隨后的配套過程中，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的尺寸和要求，對PET泡沫結(jié)構(gòu)進(jìn)行切割。
該切割過程產(chǎn)生的廢物必須被處理掉，但是，通過在配套操作旁邊安置擠出機(jī)，可以直接將這些廢料放入相鄰的擠出機(jī)中進(jìn)行回收利用，這樣就降低了整體成本，同時還減少了浪費和運輸排放。
可持續(xù)的產(chǎn)品為風(fēng)能行業(yè)提供可持續(xù)的芯核材料
巴沙木和回收PET都為風(fēng)能行業(yè)以極具競爭力的成本實現(xiàn)其進(jìn)一步減少環(huán)境足跡、最大程度地減少浪費且不影響力學(xué)性能的目標(biāo)作出了重大貢獻(xiàn)。
然而，盡管有這些創(chuàng)新和進(jìn)步，挑戰(zhàn)依然存在，例如，在使用壽命結(jié)束時對先進(jìn)復(fù)合材料的回收。
這一挑戰(zhàn)的范圍如此之廣，只有更廣泛的產(chǎn)業(yè)合作才有可能成功解決問題。
文章來源：PT現(xiàn)代塑料
原標(biāo)題：《【復(fù)材資訊】從回收PET瓶到風(fēng)機(jī)葉片》
