重慶國際主任研發(fā)工程師郝名揚：《風電葉片用玻纖材料解決方案》

 

　　以下為演講實錄：

 

　　各位同仁，各位專家，大家上午好，非常榮幸我能代表重慶國際復合材料給大家做一個報告。我報告的題目是“風電葉片玻纖材料解決方案”，我三部分給大家介紹。

 

　　首先公司的介紹，CPIC是以技術為支撐高速發(fā)展的公司，我們生產(chǎn)的玻璃纖維產(chǎn)品，年產(chǎn)能大概90萬噸，在中國、巴西有生產(chǎn)基地，北美、歐洲還有俄羅斯具有銷售公司，基本上實現(xiàn)了全球的覆蓋。

 

　　公司前身是重慶玻璃纖廠，在1986年根據(jù)國家的需求，我們引進了直接紡玻璃生產(chǎn)，1999年更名為CPIC，在2000年之后得到快速的發(fā)展。2009年分別推出了ECT產(chǎn)品，之后由于國際形勢的變化，在海外巴西和巴黎分別建立了我們的生產(chǎn)基地。

 

　　下面我介紹一下公司的研發(fā)能力，公司擁有330人的研發(fā)團隊，其中博士以上工程師5名。復合材料和檢測中心主要是為客戶所服務，客戶所能夠自備的復合材料，都可以在我們這里進行購買。公司創(chuàng)新成果是在國內(nèi)市場處于領先的產(chǎn)品。

 

　　風電用聚氨酯玻璃纖維，先回顧一下聚氨酯的玻璃纖發(fā)展歷程：2012年正式成立這個項目，當時基礎之上，主要是基于ECT和TM進行一個聚氨酯紗線的開發(fā)。首先介紹一下聚氨酯紗線的研發(fā)過程，聚氨酯粘度比較低，非常適合做一個復合材料，常見的玻璃纖維表面是非常光滑的，我們引入了一個非常特殊的結構，在纖維表面附有很多的顆粒，這種顆粒狀很強的物理結構，纖維和樹脂潤和更好。這個圖主要是為了表示纖維機體裂紋的擴展，在收集過程中，主要是以化學劑結合為主，是強界面的破壞，聚氨酯除了有強的化學結合，裂紋擴展主要是機體里面產(chǎn)生。

 

　　下面這是聚氨酯界面的一個測試，就是測試紗線和聚氨酯的界面強度，可以看出來，聚氨酯開發(fā)這個紗線，和聚氨酯粘合程度非常高可以達到50%以上，主要原因是擁有很強的化學結合，還有很強的物理結合產(chǎn)生的。我們的潤濕性對于聚氨酯是非常重要的，如果不能夠潤濕的話，很難發(fā)揮出它的力學性能。

 

　　下面介紹一下聚氨酯的織物，通過制造過程當中，讓我們的纖維和樹脂潤濕更高，最后葉片在設計當中可以優(yōu)化。下面是一個玻纖維含量，主要是降低葉片成本。以及快速固化，提高生產(chǎn)效率，也是為了降低生產(chǎn)成本。這是高玻纖維的性能，M值是12.31，是符合我們設計的基本要求。下面是葉片的灌注，聚氨酯主要是用在大梁和葉片，在大梁上的灌注時間可以從2小時縮短到80分鐘以內(nèi)。葉片的灌注也會明顯縮短，這里面說是5分鐘，實際上在30分鐘到40分鐘可以灌完。這是樹脂的一個減量，一般大梁可以減少大約200公斤，葉片減少也就是20公斤左右。這是聚氨酯做的一個全尺寸的靜態(tài)的疲勞測試，靜態(tài)的偏差是小于10%，葉片的疲勞轉200萬次疲勞之后，葉片切割完之后沒有任何的損傷。

 

　　下面介紹一下新一代環(huán)氧玻纖產(chǎn)品，環(huán)氧是現(xiàn)在風力的一個主要用的樹脂體系，環(huán)氧產(chǎn)品是468G這個系列，針對這個TMT產(chǎn)品，表面特性和常規(guī)產(chǎn)品不一樣，在這個基礎之上推出了一個新的體系，就是468GS這個體系，它具有很好的耐熱老化性能。得到的綜合結果就是紗線抽出時非常均勻，這個紗線會讓織物更加的平整，不會出現(xiàn)鼓包的現(xiàn)象。

 

　　我們知道可以做加速老化和自然老化，加速老化之前有很多條件，可能不一樣，這里面重點關注就是自然老化。重慶的溫度是在10—30度左右，50—90度的濕度之間，這個紗線通過18個月的測試，紗線的損失小于10%。

 

　　下面是織物的一個測試，畢竟用的還是織物，紗線是作為內(nèi)部的測試。織物下降強度只有5%，大家使用可以更放心。這是織物的一個力學性能，我們換算到55%體積分數(shù)下做的，TMT產(chǎn)品模量超過50億，跟我們設計是相當?shù)模鞆姸纫苍谏仙瑝嚎s性能也有明顯的提升。

 

　　下面介紹潤濕下能，做TMT的產(chǎn)品，大家對樹脂的用料比較關注，希望材料做的越來越高，就要求提高玻纖含量。這是做不同玻纖體積分組之下的模量，這條曲線可以看出，曲線是緩慢的向下移動，M值并沒有明顯的變化，M值由原來的0.81到0.83，我就講這么多，謝謝大家。

 

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