從PET瓶到風機葉片的轉換

風能產業是快速增長的領域，是復合材料最大的市場之一。

風能產業如此成功的關鍵因素之一是這項技術的可擴展性,尤其在葉片尺寸方面。

伴隨著其與基于化石燃料的能源發電達到平價成本，風能已成為最大的清潔可再生能源之一。

在此領域的進一步發展包括海上風能利用率的不斷提高，這導致了葉片長度的進一步增加。

為什么可持續性在復合材料風能領域如此重要呢？

在過去的幾十年里，風力渦輪機一直是清潔能源的可持續來源，技術的進步已使風能成為化石燃料發電最有競爭力的替代能源，可再生風能將是應對氣候變化的決定性要素。而要進一步提高可持續性，就必須考慮價值鏈的各個方面。

傳統上，端粒巴沙木是最早被用作風力渦輪機芯核的材料之一，現在仍被廣泛使用。

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，垂直于纖維的方向對彈性塊切片，以創造出用于葉片結構的芯核板。

除了環境友好外，巴沙木還以其非凡的強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一步延長生產時間的情況而引起的滯后，對于動力風能產業而言尤其是一大挑戰。

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，這種可回收的熱塑性塑料大部分由回收PET瓶制成。

鑒于芯核在葉片結構中的重要性, 多年來，人們一直在研究幾種合成的芯核。

可擴展合成芯核技術的現代答案來自于對熱塑性擠出泡沫的應用。

在平衡耐熱性、力學性能（提供必要的剛度和強度）和成本方面，PET是一種能提供最大優勢的聚合物。

此外，PET為回收材料提供了一個發展良好和有彈性的供應鏈，進一步提高了材料和高效生產技術的環境可信度，允許回收任何生產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，但為了獲得穩定的泡沫，這種材料的粘度需要大幅調整，才能被用于反應擠出過程。

因此，擠出機不僅是引入物理發泡劑的工藝輔助設備，它還是使熔融的PET與改性劑發生反應，以改變聚合物行為的化學反應器，從而在冷卻時，能顯著提高PET保持精細低密度泡沫狀態的能力。

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，為人們利用已經組織良好的供應鏈提供了機遇。

在一個非常節能、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，根據風力發電機葉片的尺寸和要求，對PET泡沫結構進行切割。

該切割過程產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，可以直接將這些廢料放入相鄰的擠出機中進行回收利用，這樣就降低了整體成本，同時還減少了浪費和運輸排放。

巴沙木和回收PET都為風能行業以極具競爭力的成本實現其進一步減少環境足跡、最大程度地減少浪費且不影響力學性能的目標作出了重大貢獻。

然而，盡管有這些創新和進步，挑戰依然存在，例如，在使用壽命結束時對先進復合材料的回收。

這一挑戰的范圍如此之廣，只有更廣泛的產業合作才有可能成功解決問題。