风能为先进复合树脂和增强材料提供了重要的发展机会。风能开发有望帮助满足日益增长的全球能源需求，并且塑料和复合材料的创新将发挥关键作用。风能的长期发展需要技术创新，以使风能与其他形式的能源相比更具竞争力。
叶片制造商正在寻求通过减少周期和降低成本来提高生产率的方法。机器人铺设、增强的抛光技术、两件式或分段式叶片以及现场制造是削减人力和物流成本的潜在工具。此外，树脂和预浸料供应商正在寻求开发在低温下固化更快的材料。
让我们来看看风能领域一些有前景的新兴塑料发展。
目前正在开发风力涡轮机叶片的热塑性材料。风力涡轮机叶片通常由玻璃纤维增强环氧树脂制成，但这是一个耗时的过程。虽然热塑性风力叶片可以通过注塑成型更快地制造，但只能制造小叶片，并且热压技术也限制了叶片的尺寸。
对于工业规模的涡轮叶片（数十米长）需要真空灌注。但是熔融的热塑性塑料的粘度太高了，以至于无法将材料压入这些巨型叶片模具的每个角落、缝隙和玻璃纤维中。
另一个缺点是这种材料需要更高的加工温度，这增加了成本。为了解决这些缺点，制造商和研究人员正在尝试使用易流动材料的创新方法，如聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）和聚合内酰胺（APLC-12）的环状形式。
荷兰德尔夫特理工大学的DUWind研究项目开发了一种使用阴离子聚酰胺6（APA 6）生产热塑性塑料复合风叶片的方法，APA 6是一种反应性热塑性塑料，其加工过程类似于热固性塑料。APA 6不是作为聚合物放入模具中，而是作为与聚合成高分子量热塑性聚酰胺6(PA 6)的单体(ε-己内酰胺)的反应性混合物。
实验室生产3.3英尺长的热塑性复合材料叶片部分实物图
APA 6被加工成低粘度液体，该液体经历轻微的放热温度激活反应。该材料具有广泛的加工范围，并且可以用于类似于那些风力叶片制造商所熟悉的热固性注射工艺。由于粘度为10兆帕（环氧树脂粘度的1/10），未反应的混合物流入模具的速度比环氧树脂快得多，而且固化形成聚合物的速度也快得多。由于未反应的APA-6的粘度比环氧树脂低10倍，所以在厚层压板中没有浸湿和压实的问题。研究人员已经将APA-6叠压到50毫米（约2英寸）厚，并取得了良好的效果。
玻璃纤维上采用特殊的化学施胶剂，用于反应性热塑性塑料与增强纤维形成化学键。这会产生更好的纤维与基体的结合。在普通的热塑性塑料中，聚合物在玻璃纤维周围固化，而与玻璃的唯一结合是由收缩引起的。因此，纤维周围只有机械锁定。
随着新的施胶，材料不仅变得更强，而且更紧密的化学键也形成更强的防水屏障。因此，成品消耗更少的水，即使饱和时，机械性能也保持在环氧树脂的水平。
即使没有优化纤维尺寸，APA-6与环氧树脂在玻璃纤维层压板的静态性能上相比具有很好的可比性。它在动态疲劳性能方面也优于熔融处理的PA-6（尼龙），同时与韧性相匹配，获得了较高的界面结合强度，从而提高了疲劳强度。
而且，高品质的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）结构泡沫已经投入到风能市场。新的基于巴斯夫的Keldn PET结构泡沫是高性能泡沫，其形式为可用于转子叶片内的面板，以提供额外的稳定性。Kerdyn具有耐高温性和良好的耐化学性，非常适合用于复合材料。
KydN-PET泡沫（蓝色）和BaxdODO环氧体系（棕色）的显微图
在上述显微镜图像中所示的玻璃纤维增强复合材料结构由Keldn PET泡沫和BaxxODUR环氧体系组成。它们使转子叶片更大，更耐用，并有助于风能更有效。
产品优势包括：
良好的机械性能（压缩/剪切）
由于耐高温和耐化学腐蚀而具有广泛的工艺兼容性
适用于注射、预浸料和树脂传递模塑（RTM）技术，以及混合生产工艺。
与各种树脂系统兼容
轻型高效复合材料结构
为了保证足够的稳定性，结构泡沫必须在由阵风引起的恒定应变下加入。风力涡轮机上的转子叶片绝不是刚性的—为了承受力，适当的柔韧度是必不可少的。Kydn特性使它能够承受静态和动态负载。
为了给更大的转子叶片进行真空注入，BASF开发了Baxodur环氧树脂系统5100，该系统由Baxores ER 5100树脂和Baxodur EC 5120硬化剂组成。这种新的低粘度体系不仅导致纤维快速和完全浸渍，而且提供了比标准体系长得多的加工时间。
最后，着眼于热固性材料的进步，一种新型的风叶保护涂层正在商业化。在风力工业中，人们越来越意识到风力叶片前缘的侵蚀会对涡轮机输出造成严重影响。
旋转到250英里每小时，风力叶片面对雨，冰雹，盐雾和其他碎片造成的侵蚀，特别是离岸或沙漠地区。随着时间的推移，这些叶片会发生点蚀，刨削和分层。
根据3M公司与伊利诺伊大学合作进行的研究，侵蚀会影响空气动力学效率，并导致每年20%或更多的能源生产损失。这最终会导致昂贵的风力涡轮机停机时间。由双组分聚氨酯3M公司最近引进的风叶防护涂层W4600提供了比现有传统涂层长2-3倍的叶片防护。
风叶边缘受保护（左）和无保护（中心，右）表面效果
该材料是弹性双组分聚氨酯涂层，提供优异的防腐蚀性能，以帮助防止和修复风力叶片的前缘侵蚀。叶片修理和保护可以帮助提供显著的年度能源生产改进，减少成本高昂的停工期和保护叶片的完整性。
它被设计为原始设备制造商（OEM）设施中的单层应用，简单用于刷子或铸件。在制造过程中应用前沿保护的小幅增加成本在给定风力田的整个生命周期中都是值得的。
3M还生产由坚韧、耐磨的聚氨酯弹性体构成的“防风带”，可以保护前缘和表面免受点蚀、磨损和水侵入。（文章来源于网络）
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