CWPC2020：中國巨石章林、徐勝杰——《大葉型風(fēng)電葉片用復(fù)合材料創(chuàng)新解決方案》

2020-08-08 來源：東方風(fēng)力發(fā)電網(wǎng) 瀏覽數(shù)：1741

2020年8月6日，第六屆中國國際風(fēng)電復(fù)合材料高峰論壇于浙江省桐鄉(xiāng)市振石大酒店召開，本屆高峰論壇的主題為“提質(zhì)增效，海陸并舉，迎戰(zhàn)平價(jià) ”。主旨發(fā)言中，中國巨石股份有限公司玻璃研究中心副主任章林及產(chǎn)品研發(fā)中心研發(fā)二部部長徐勝杰共同做了題為《E9超高模量玻璃纖維及超大型風(fēng)力葉片用紗解決方案》的演講。

　　2020年8月6日，第六屆中國國際風(fēng)電復(fù)合材料高峰論壇于浙江省桐鄉(xiāng)市振石大酒店召開，本屆高峰論壇的主題為“提質(zhì)增效，海陸并舉，迎戰(zhàn)平價(jià) ”。

　　主旨發(fā)言中，中國巨石股份有限公司玻璃研究中心副主任章林及產(chǎn)品研發(fā)中心研發(fā)二部部長徐勝杰共同做了題為《E9超高模量玻璃纖維及超大型風(fēng)力葉片用紗解決方案》的演講。以下為發(fā)言實(shí)錄：

章林↑

　　章林：各位大家下午好！我的報(bào)告五個部分。中國巨石是全國最大的玻璃纖維專業(yè)制造商，根據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)，目前全球產(chǎn)能在800多萬噸，玻璃纖維依然是復(fù)合材料增強(qiáng)的主流，而且增長趨勢非常好。

　　（PPT圖示）這是2019年全球玻纖產(chǎn)能的分布情況，中國巨石的產(chǎn)能占比23%左右，具有非常好的規(guī)模優(yōu)勢。

　　這是巨石在全球擁有6大生產(chǎn)基地，在桐鄉(xiāng)、九江、成都，國外在埃及、印度和美國。我們可以就近給客戶提供玻纖產(chǎn)品，擁有很強(qiáng)的區(qū)位優(yōu)勢。通過多年的自主創(chuàng)新，巨石在前沿配方、超大型的池窯技術(shù)、大漏板生產(chǎn)等方面有很大的技術(shù)提升。

　　第二部分，巨石四大玻纖平臺。

　　分別是E6、E7、E8和E9，E6應(yīng)用非常廣泛。E7是巨石的主流產(chǎn)品。E8是大型風(fēng)電葉片的理想選擇。E9是超高模具玻纖，全新高度和全新產(chǎn)品，市場上沒有類似產(chǎn)品。

　　（PPT圖示）橫坐標(biāo)代表制造成本，縱坐標(biāo)代表了模量。巨石的模量水平一直在不斷地提升，而且通過兩三年一個跨度跨越式地提升，我們選取了兩個對比的產(chǎn)品，一個是普通的E玻璃纖維，一個是S玻璃纖維，E8和E9實(shí)現(xiàn)了批量化生產(chǎn)，在應(yīng)用和推廣方面非常有前景。

　　第三部分，重點(diǎn)介紹E9超高模量的特性，首先是玻璃模量，目前市場上80%到90%的水平，我們E9達(dá)到了101水平，高與行業(yè)對標(biāo)水平，而且我們打破了100的行業(yè)天花板，把水平帶到了100以上，我們希望和更多客戶分享該產(chǎn)品，開發(fā)更多的應(yīng)用。

　　第二，耐熱性更優(yōu)，膨脹系數(shù)的大幅度降低，可以使它和其他的材料一起使用，比如碳纖維，碳纖維的膨脹系數(shù)非常低。

　　關(guān)于纖維耐腐蝕性，E9有優(yōu)秀的耐腐蝕性能，尤其是耐海水方面，有利于在海上風(fēng)電的應(yīng)用。

　　第四部分，浸膠紗機(jī)械性能，巨石的系列產(chǎn)品在器械性能方面不停地大幅度提升，E8和E9的水平、強(qiáng)度和模量水平非常高，E8模量在95，強(qiáng)度在3200、3300，疲勞性能非常出色，能整體地提升整個性能。和傳統(tǒng)E玻璃比較，強(qiáng)度提升了60%，模具提升36%，效果顯著。

　　第五部分，單向織物板性能，E9在單向織物板顯著優(yōu)于E7和E8，E9的拉伸模量超過54，有利于復(fù)合材料綜合性的提升，也為新葉片的設(shè)計(jì)創(chuàng)作了更多的可能性和選擇。

　　總結(jié)E9的核心優(yōu)勢和特色。

　　首先，具有超高模量，超越100Gpa，樹立新的性能標(biāo)桿。

　　第二，強(qiáng)度更高。

　　第三，具有耐高溫、抗疲勞、低碳環(huán)保，清潔生產(chǎn)。

　　第四，通過技術(shù)創(chuàng)新，突破了技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)了池窯化生產(chǎn)，未來有很好的規(guī)模化應(yīng)用前景。這非常重要。

　　最后，在應(yīng)用方面，作為高性能玻纖領(lǐng)域的旗艦產(chǎn)品，E9可以應(yīng)用在先進(jìn)復(fù)合材料的各個領(lǐng)域，比如大型風(fēng)電、汽車、航空航天、軌道交通、新基建等，當(dāng)然E9是一種新技術(shù)和探索，也打開了新大門，為材料的設(shè)計(jì)和新葉片的設(shè)計(jì)創(chuàng)造了很多可能性和空間，我們也希望在未來和客戶一起設(shè)計(jì)新的產(chǎn)品，開拓新的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)共贏，謝謝！我的報(bào)告結(jié)束了，下面有請我的同事徐勝杰博士具體介紹巨石的風(fēng)電產(chǎn)品。

徐勝杰↑

　　徐勝杰：非常感謝章主任的精彩講解。

　　當(dāng)前風(fēng)電的發(fā)展主題是提質(zhì)增效和降能，我們的浸潤劑研究也緊緊圍繞該主題，浸潤劑在玻纖中占0.5%的比重，但賦予了玻纖獨(dú)特的性能，保證玻纖順暢性。

　　此外，浸潤劑起到與樹脂和玻纖橋梁的作用，能夠增強(qiáng)樹脂與玻纖之間的界面結(jié)合，提高強(qiáng)度和耐候性。玻纖和樹脂界面弱的話容易剝離，整體復(fù)合材料的性能比較差。

　　巨石的風(fēng)電浸潤劑發(fā)展緊緊圍繞五個方向，更高的強(qiáng)度，更高效率，效率指整體制造效率其灌注效率。第三是新樹脂領(lǐng)域的玻纖浸潤劑研究，第四是耐老化性能，第五是省樹脂的趨勢，達(dá)到葉片輕量化的目的。

　　基于上述的發(fā)展思路，我們針對環(huán)氧體系設(shè)計(jì)出了390浸潤劑體系，338浸潤劑體系，386T的浸潤劑體系。

　　首先關(guān)于390，具有毛羽少、浸透速度快，更優(yōu)異的工藝性能。

　　（PPT圖示）左邊是毛羽，表示的玻纖耐磨性的參數(shù)，390配方毛羽最少，右邊相同的玻纖織物，灌注時(shí)間越少意味著浸透的速度越快，整個灌注效率和制造效率會非常高。

　　390浸潤劑重要的特點(diǎn)有非常好的耐老化性能，將玻纖放在常溫的環(huán)境中放置24個月，通過90度拉伸，可以非常好的反映玻纖與樹脂的界面結(jié)合，390浸潤劑90度的強(qiáng)度非常高，隨著時(shí)間的推移，性能基本上不下降。顯示出了非常好的性能。同樣放置時(shí)間，390的毛羽不會出現(xiàn)明顯的變化，從側(cè)面說明了耐勞性能非常好。

　　390浸潤劑還有非常重要的特點(diǎn)即在高玻纖含量疲勞性能非常好。整體的玻纖含量提高，導(dǎo)致了模量和拉伸強(qiáng)度有一定的提升。

　　第二部分，巨石的聚氨酯風(fēng)力葉片用紗338。

　　（PPT圖示）這顯示了灌注效率，總體來講，灌注顯示，聚氨酯的灌注和固化效率比環(huán)氧高很多。將環(huán)氧和聚氨酯的灌注物的產(chǎn)品進(jìn)行微觀分析，它們效果都比較好。

　　（PPT圖示）這顯示了環(huán)氧的浸潤劑和聚氨酯浸潤劑在浸潤劑體系中的灌注結(jié)果對比，針對聚氨酯針對了338浸潤劑，所有的力學(xué)強(qiáng)度有10%的提升，這也側(cè)面說明了復(fù)合材料強(qiáng)度與浸潤劑的選型非常相關(guān)。

　　除了靜態(tài)力學(xué)，338的疲勞性也非常好，在相同的等級情況下，338的疲勞系數(shù)明顯高，M值達(dá)到10以上。

　　關(guān)于聚酯風(fēng)力葉片386T。左圖顯示了90度彎曲強(qiáng)調(diào)，E8—386T的初始強(qiáng)度非常高，顯示了E8368T有很強(qiáng)的強(qiáng)度。368T產(chǎn)品還有非常好的耐存儲性能。90度方向體現(xiàn)了浸潤劑的優(yōu)勢，從圖中看出，經(jīng)過長時(shí)間的防置。在新鮮狀態(tài)下，E8386T的保留率非常接近，隨著時(shí)間的推移，有微小的下降，說明有非常好的耐存儲性，以上是我的報(bào)告。

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