風(fēng)能是清潔無(wú)污染的可再生能源，但退役后的風(fēng)機(jī)葉片卻是環(huán)境的一大殺手。目前葉片使用的復(fù)合材料主要是熱固性復(fù)合材料，不易降解，而且葉片的使用壽命一般為20~30年，其廢棄物處理的成本比較高，一般采用填埋或者燃燒等方法處理，基本上不再重新利用。面對(duì)日益突出的復(fù)合材料廢棄物對(duì)環(huán)境造成的危害，一些制造商也開始探討葉片的回收和再利用技術(shù)。隨著人類環(huán)保意識(shí)的與日俱增，研究開發(fā)“綠色葉片”成為擺在人們面前的一大課題。所謂的“綠色葉片”，就是在葉片退役后，其廢棄材料可以回收再利用，因此熱塑性復(fù)合材料成為首選材料。與熱固性復(fù)合材料相比，熱塑性復(fù)合材料具有密度小、質(zhì)量輕、抗沖擊性能好、生產(chǎn)周期短等一系列優(yōu)點(diǎn),但該類復(fù)合材料的制造工藝技術(shù)與傳統(tǒng)的熱固性復(fù)合材料成型工藝差異較大,制造成本較高，成為限制熱塑性復(fù)合材料用于風(fēng)力機(jī)葉片的關(guān)鍵問(wèn)題。隨著熱塑性復(fù)合材料制造工藝技術(shù)研究工作的不斷深入和相應(yīng)的新型熱塑性樹脂的開發(fā)，制造熱塑性復(fù)合材料葉片正在一步步地走向現(xiàn)實(shí)。
　　在“綠色葉片”研究的最初階段，愛(ài)爾蘭Gaoth公司負(fù)責(zé)12.6m長(zhǎng)的熱塑性復(fù)合材料葉片的制造，日本Mitsubishi公司負(fù)責(zé)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)上進(jìn)行“綠色葉片的實(shí)驗(yàn)”，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)成功后，他們繼續(xù)研究開發(fā)30m以上的熱塑性復(fù)合材料標(biāo)準(zhǔn)葉片[6]。為降低熱塑性復(fù)合材料的成本，愛(ài)爾蘭Limerick大學(xué)和國(guó)立Galway大學(xué)開展了熱塑性復(fù)合材料的先進(jìn)成型工藝技術(shù)的基礎(chǔ)研究。為了解決熱塑性復(fù)合材料葉片的纖維浸潤(rùn)和大型熱塑性復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件制造過(guò)程的樹脂流動(dòng)性問(wèn)題，美國(guó)Cyclics公司為此開發(fā)出一種低粘度的熱塑性工程塑料基體材料-CBT樹脂，這種樹脂粘度低、流動(dòng)性好、易于浸潤(rùn)增強(qiáng)材料，可以更充分地發(fā)揮增強(qiáng)材料的性能和復(fù)合材料良好的韌性。與玻璃纖維／環(huán)氧樹脂復(fù)合材料大型葉片相比較，如果采用熱塑性復(fù)合材料葉片，每臺(tái)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)所用的葉片重量可降低10%左右，抗沖擊性能大幅度提高，制造成本至少降低1/4，制造周期至少降低1/3，而且可以完全回收和再利用[6]。美國(guó)Cyclics公司利用CBT樹脂體系制作了全球首個(gè)12.6m可循環(huán)風(fēng)力機(jī)葉片，該葉片退役后,平均每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可回收的葉片材料達(dá)19t,此項(xiàng)開發(fā)更有利于環(huán)境保護(hù),其前景也將非常樂(lè)觀。
　　3 展望
　　葉片尺寸的不斷增大，使得材料也在不斷改進(jìn)，未來(lái)葉片材料的發(fā)展，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面著手：
　　(1)玻璃纖維中S-玻纖的彈性模量比E-玻纖高18%，強(qiáng)度高33%，在葉片應(yīng)用上有很大空間，但由于其高昂的價(jià)格未能推廣其在葉片上的應(yīng)用，如果S-玻纖的生產(chǎn)成本能降下來(lái)，那么其在風(fēng)能市場(chǎng)上份額將不容忽視。目前美國(guó)AGY公司已決定加強(qiáng)S-2玻纖的生產(chǎn)規(guī)劃和研發(fā)投資；
　　(2)對(duì)碳纖維來(lái)說(shuō)，價(jià)格同樣是制約其大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵因素。目前世界上宇航級(jí)小絲束碳纖維的生產(chǎn)主要被日本的東麗、東邦和三菱公司所壟斷，但為了爭(zhēng)奪碳纖維市場(chǎng)份額，很多單位以低于成本價(jià)傾銷碳纖維，大絲束碳纖維和小絲束碳纖維互相爭(zhēng)奪市場(chǎng)，這在一定程度上加快了制備碳纖維新技術(shù)的研究。為了降低碳纖維價(jià)格，研制低成本碳纖維，美國(guó)已建成了采用微波碳化的試驗(yàn)線，使制備碳纖維的成本降低約20%；
　　(3)加快發(fā)展熱塑性葉片，降低熱塑性復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝成本，是當(dāng)前葉片材料應(yīng)用研究的一個(gè)熱點(diǎn)。由于某些性能方面的不足，如耐熱性和剛性較差，易于發(fā)生蠕變，且用膠粘劑膠接熱塑性樹脂基復(fù)合材料殼體較困難，GEC公司認(rèn)為它不適用于大型風(fēng)機(jī)葉片的開發(fā)，但其可回收利用、利于環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)足以讓更多的開發(fā)商熱衷于對(duì)熱塑性復(fù)合材料葉片進(jìn)行開發(fā)研究；