叶片芯材（结构泡沫）是一种怎样的体验？

图1 叶片芯材使用示意图

图2 叶片各种芯材使用比例

轻木

轻木自然生长，盛产于南美洲厄瓜多尔。 世界上90%以上的轻木来自厄瓜多尔。 厄瓜多尔土壤肥沃，年均降雨量90英寸，热带雨林阳光充足等，得天独厚的自然条件是轻木快速健康生长的重要因素。 轻木是世界上最轻的树风力发电机叶片设计，每立方米仅重150公斤。 一个成年人可以举起大约是其自身体积八倍的轻木。 同时，轻木也是世界上生长最快的树种，从一棵小树苗成长为一棵90英尺高的树需要5-7年的时间。 由于该树的生产周期限制了供应，每当风力发电需求爆发时，轻木就会出现供应短缺。

PVC发泡

PVC泡沫是一种硬质交联闭孔PVC结构泡沫材料。 该合金泡沫材料以乙烯基聚合物为基础，具有穿透性芳香酰胺聚合网络。 它是由聚氯乙烯、发泡剂、交联剂等塑料助剂，经喂料、共混、成型、后处理、成型而组成。 经过复杂的工艺制成。 习惯上称为交联PVC发泡芯材，是复合材料夹芯结构的理想芯材。 该产品综合机械性能优良，化学性能稳定，性价比高。 已广泛应用于风电、船舶等领域。 PVC发泡原板的两大供应商是瑞典的DIAB公司和意大利公司。 国内进口的原板大部分都是经过再加工的。

图3 PVC发泡示意图

PET泡沫聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）大分子链中的重复单元如下图所示。 PET规则的分子链结构和强大的分子间作用力使其具有优异的性能，包括较高的机械强度和力学性能、耐高温、良好的光学性能和绝缘性能、优异的化学稳定性和良好的回收性能。 PET发泡材料是以气体为填充剂、PET聚合物为基体的广义复合材料。 它也被称为多孔材料。 目前企业多采用超临界CO2发泡成型工艺。 目前，瑞士3A公司是PET发泡行业的标杆企业，市场占有率在全球和中国均排名第一。 戴铂公司也是全球PET泡沫的主要供应商。 国内还有以上海悦科、安徽东源为代表的企业。 公司正在进入该行业。

图4 PET发泡示意图

图5 PET重复单元结构示意图

三种芯材对比

可见风力发电机叶片设计，三种核心材料各有特点。 轻木是纯天然的，但产量有限、价格昂贵、密度高。 PVC的机械性能最好，但其废弃物处理有污染。 PET的机械性能介于轻木和轻木之间。 和PVC一样，但具有耐高温、原材料成本低、可回收利用等特点，符合当今绿色环保的潮流。 目前，全球最大的风电主机制造商LM等已采用全PET芯材设计风电叶片并进行试验。 手术效果良好。 笔者认为，随着产能的快速增长，未来风电领域PET泡沫有望取代轻木和PVC。