從回收PET 瓶到風(fēng)帆葉片

風(fēng)能產(chǎn)業(yè)是快速增長(zhǎng)的領(lǐng)域，是復(fù)合材料最大的市場(chǎng)之一。風(fēng)能產(chǎn)業(yè)如此成功的關(guān)鍵因素之一是這項(xiàng)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(zhǎng)以及目前的轉(zhuǎn)子直徑達(dá)到200 m, 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(duì)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(jià)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(zhǎng)度的進(jìn)一步增加。海上風(fēng)力發(fā)電裝置的優(yōu)勢(shì)在于，可以依靠更穩(wěn)定的風(fēng)力資源， 因此，預(yù)計(jì)其在未來幾年仍將大幅增長(zhǎng)。
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(jìng)爭(zhēng)力的替代能源，可再生風(fēng)能將是應(yīng)對(duì)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(jià)值鏈的各個(gè)方面。”

芯核材料的從復(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(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格提供解決方案，以便在全球范闈內(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(jì)取決 于幾個(gè)關(guān)鍵要素。
在力學(xué)性能以及長(zhǎng)時(shí)間承受惡劣的氣候條件方面， 對(duì)這些要素的要求非常高 。其中， 屈曲是在渦輪葉片設(shè)計(jì)中應(yīng)用的一個(gè)重要的失效準(zhǔn)則， 同時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在很大程度上是由剛性和 抗力驅(qū)動(dòng)的。在此過程中，很多的注意力都集中在葉片的芯核上，因?yàn)?這是達(dá)到所需剛度的關(guān)鍵要素。
巴沙木，一種自然生長(zhǎng)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(gè)彈性塊。然后，垂直于纖維的方向?qū)椥詨K切片，以創(chuàng)造出 用千葉片結(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(zhǎng)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(shí)間。這種由自然生長(zhǎng)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(zhǎng)生產(chǎn)時(shí)間的情況 而引起的滯后，對(duì)于動(dòng)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)力風(fēng)能產(chǎn)業(yè)而言尤其是一大挑戰(zhàn)。泡沫，目 的是利用這條供應(yīng)鏈， 賦予 PET廢棄物第通過利用可回收的熱塑性朔料代替不可回收二次生命。
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 料大部分巾回收PET瓶制成。
如何將回收 PET 制成合成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(duì)熱塑性擠出泡沫的應(yīng)用。 熱塑性泡沫的擠出過程在一個(gè)非常節(jié)能、浪費(fèi)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(duì)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(shí)還減少了浪費(fèi)和運(yùn)輸排放。
通過對(duì)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，P ET 是一種能提供最大優(yōu)勢(shì)的聚合物。此外， P ET 為回收材料提供了 一個(gè)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(shí)，能顯 著提高PET 保持精細(xì)低密度泡沫狀態(tài)的能力。
巾千消費(fèi)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
可持續(xù)的產(chǎn)品巴沙木和回收 PET都為風(fēng)能行業(yè)以極具競(jìng)爭(zhēng)力的成本實(shí)現(xiàn)其進(jìn)一步減少環(huán)境足跡、最大程度地減少浪費(fèi)且不影響力學(xué)性能的目標(biāo)作出了重大貢獻(xiàn) 。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(shí)對(duì)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 。
固瑞特( Gur it ) 為風(fēng)能行業(yè)提供可持續(xù)的芯核材料
( PT 現(xiàn)代塑料）