由用于海上风力涡轮机的塑料泡沫制成的轻质转子叶片

越来越大的海上风电场的趋势继续有增无减。风力涡轮机的转子叶片长度可达80米，转子直径超过160米，旨在最大限度地提高能量产量。由于叶片的长度受其重量的限制，因此必须开发具有高材料强度的轻质系统。较轻的重量使风力涡轮机更易于组装和拆卸，并且还提高了它们在海上的稳定性。在欧盟的WALiD(WindBlade使用具有成本效益的先进轻量化设计)项目中，位于Pfinztal的Fraunhofer化学技术ICT研究所的科学家们正在与十个行业和研究合作伙伴密切合作，研究转子叶片的轻量化设计(见专栏)。通过改进设计和使用的材料，

热塑性塑料正在取代热固性材料

目前，用于风力涡轮机的转子叶片主要由热固性树脂系统手工制成。然而，这些不允许熔化，并且它们不适合材料回收。充其量，颗粒状热固性塑料废料在简单应用中作为填料再循环。“在WALiD项目中，我们正在寻求一种全新的叶片设计。我们正在改变材料类别，并首次在转子叶片中使用热塑性塑料。这些是我们可以在自动化生产设施中有效加工的可熔塑料，”FlorunRapp，FraunhoferICT的项目协调员。他们的目标是分离玻璃纤维和碳纤维，并重复使用热塑性基质材料。

对于转子叶片的外壳以及内部支撑结构的区段，项目合作伙伴使用由热塑性泡沫和纤维增强塑料制成的夹层材料。通常，碳纤维增强热塑性塑料用于承受最大载荷的转子叶片区域，而玻璃纤维增​​强受应力较小的区域。对于三明治核心，Rapp和他的团队正在开发热塑性泡沫，这些泡沫与夹层设计的纤维增强热塑性塑料制成的覆盖层粘合在一起。这种组合提高了转子叶片的机械强度，效率，耐用性和寿命。“我们用热塑性泡沫开辟了新天地，”拉普说。

轻质结构材料，适用于新应用

ICT泡沫比现有材料系统提供更好的性能，从而实现全新的应用-例如汽车，航空和航运业。在车辆中，制造商一直在遮阳板和座椅中使用泡沫材料，但不是用于承重结构。目前的泡沫具有一些限制，例如在温度稳定性方面，因此它们不能作为发动机附近的绝缘材料安装。“相比之下，我们的可熔塑料泡沫是温度稳定的，因此适合作为靠近发动机的区域的绝缘材料。它们可以永久承受比例如膨胀聚苯乙烯泡沫(EPS)或膨胀聚丙烯(EPP)更高的温度。它们增强的机械性能也使它们可以用作门模块或作为夹层复合材料中的加强元件，“Rapp报道。它们可以快速加工并节省材料。另一个优点是热塑性泡沫比可再生三明治更容易获得这些创新材料是在该研究所自己的Pfinztal泡沫挤出工厂生产的。拉普解释了这一过程：“我们将塑料颗粒熔化，将发泡剂混入聚合物熔体中并使材料发泡。然后可以根据需要对发泡的稳定颗粒和半成品进行成型和切割。“在泡沫聚合物领域，ICT泡沫技术研究小组涵盖了整个热塑性泡沫生产链，

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