2019年4月11—12日，第五屆中國國際風電復合材料高峰論壇（CWPC2019）于中國重慶隆重召開。在大會專題一：科技創新 成就未來——“創新材料、革新技術”中，歐文斯科寧復合材料（中國）有限公司上海分公司產品及應用開發經理於秋霞女士做了題為《歐文斯科寧玻璃纖維助推風能葉片新方向》的精彩演講。

 

　　以下為演講實錄：

 

　　各位嘉賓和同仁大家下午好，非常榮幸今天有機會代表我們公司，來給大家介紹一下我們在風電領域做的一些工作。

 

　　下面我花一點時間給大家做一個介紹，歐文斯科寧是首先發現了玻璃纖維，目前我們公司是有三大塊業務，復合材料、建筑材料、屋面材料，2018年銷售額71億美金。目前業務是分布在33個國家，有大約兩萬名員工。在風電行業里面聽到的耳熟能詳的一些玻璃纖維的種類，高強波纖都是我們公司在早期過程中開發的，并且一直被沿用到現在。從技術實力來說，我們主要注重三大塊技術開發，一個就是在玻璃纖維和窯爐技術，另外就是在玻璃纖維浸潤劑，玻璃纖維跟樹脂結合了之后界面很重要。另外就是玻璃纖維的下游應外開發。

 

　　從區域分布來說，主要在三個區域，北美、歐洲、亞太區。有一個占地6千平米的研發實驗室，為整個亞太區復合材料和建筑材料客戶服務。目前擁有的專利數量是2000個以上，擁有的一些品牌也在兩千多個以上。

 

　　從亞太區分布上來說，涵蓋了分析、測試，主要包括化學和材料的表征，同時還有復合材料的成型工藝，包括真空灌注，熱塑還有相關纏繞的成型工藝的模擬。同時針對風電還有認證實驗室，為下游客戶提供測試上的幫助。除了測試方面的服務之外，還有一塊非常重要的，就是在結構分析和工藝模擬這塊，也能給下游客戶提供很多在新業務開發方面的一些技術支持。后面四大塊是在我們在建材方面的一些應用，包括一些熱分析，深學的分析，以及一些燃燒性能的測試。

 

　　下面我介紹一下我們做的一些工作，第一我們提出看波混雜的產品，旨在為玻纖行業風電產業提供更長、更輕的葉片解決方案。從技術趨勢上面大概是怎么樣子的？風電行業從技術趨勢上來說，都是圍繞著怎么降低度電成本進行了一系列開發，一個方向就是怎么提高葉片的長度，發電量跟葉片的長度是成立方的關系，所以隨著葉片長度的增長，其實會帶來很多問題。包括對葉片也提出要求，怎么增加長度的同時能夠更輕更強，葉片的重量如果降低20%，對于整個風機系統來說，成本可以降低1%，同時葉片重量降低10%，整個年度發電量可以有4%—5%的增長。

 

　　我們公司能夠給大家帶來一些什么？在織物方面我們提出了兩個新的產品系列，第一個就是大克重織物，我們有1500克到1800克的織物，目前減重可以到6%。混雜織物這個概念，也不是一個新的概念，我今天在這里要講的歐文斯科寧混雜的概念，是有別于傳統的承接混雜的概念，碳纖和波纖的混雜，可能會有力學性能的問題。我們今天提出的概念是“面內混雜的概念”這個技術是歐文斯科寧專有的技術，在相關應用已經申請了專利。大家如果有興趣的話，也可以去看一下。

 

　　這個技術的優勢在哪里？首先是減重，能夠帶來更長葉片的解決方案，灌注動力上面也和目前傳統灌注工藝效果是相當的。同時數據方面做了很多驗證和積累，環氧體系里面完成了靜態包括疲勞方面的性能測試，還有很多后續的工作，還在進行中。后面我給大家展示一下在性能方面的一些數據，性能一直是大家最關注的，在葉片的應用領域，展現了兩個織物類型，碳纖含量15%，另外是碳纖含量25%的織物。從模量上來看，結果可以看出來，碳玻混雜以后模量數據可以到70%，取決于碳纖的含量。整體上來說，提升可以到40%以上，也是可以看到在模量上面能夠帶來的一些優勢。

 

　　這頁展示在90度拉伸上的一個性能，主要是取決于樹脂和界面，碳纖主要發揮的是零度方向上的拉伸強度和模量，從數據上看，跟傳統灌注的工藝性能基本相當，跟之前的期望也是一致的。

 

　　壓縮性能也是大家比較關注的一塊，壓縮的長度上來看，目前碳波混雜基本上跟現在純波略有差距，另外一個很明顯的優勢是強度和模量方面，傳統差不多是在46GPa，混雜之后的模量可以到58，甚至接近60這樣的水平。壓縮它的主要優勢，還是體現在模料上面的幫助。

 

　　疲勞也是大家非常關注的性能，從靜態上來看，碳波混雜的織物技術，基本上可以滿足在強度和模量上的要求，從動態疲勞上來看，我們做了拉拉和拉壓的疲勞數據，這個曲線是傳統純波纖織物疲勞的性能。結合前面的靜態包括動態疲勞的數據，碳玻混雜技術從強度、模量、疲勞、主梁上的應用是有很顯著的優勢。我們會開發一些更高的碳纖含量的織物，以及還在做一些抗雷擊方面的測試。同時還在葉片上面的應用做更多的一些工作，大家如果后面感興趣的話，會后可以做進一步的討論。

 

　　拉擠大梁的應用，歐文斯科寧作為一個玻璃纖維主要的原材料供應商，在織物方面希望能夠給客戶帶來很多一些解決方案。除了這個之外，我們也希望在工藝方面也能夠給客戶提供一些新的解決方案。拉擠大梁這個概念也不是一個新的概念，大家都知道目前碳纖拉擠大梁已經成功應用到葉片上，并不是所有的葉片廠商都可以用得起這個碳纖維。目前我們也在看玻纖在拉擠大梁上能做什么工作。

 

　　我介紹一下垃擠大梁，為什么要推這個技術呢？拉擠是一個快速成型的工藝，相對于葉片的灌注來說，波纖模量可以做到很高，對比真空灌注玻纖含量來說，它的體積含量可以從55提高到67%，可以從50Gpa上升到60Gpa。這方面會節約很大的時間和人力上的成本，同時可以完全避免波纖織物在鋪放過程中產生的一些褶皺的問題，這些褶皺會對后期力學性能產生很大的負面的影響。基于三個方面的原因，我們認為玻纖拉擠大梁有很大的潛力。

 

　　這張表里面對比了葉片成型過程中不同的技術，拉擠大梁從性能上來說，跟傳統的真空灌注的工藝基本是相當的，跟碳纖拉擠工藝比會大大降低，目前定位的應用是60—70葉片大梁。

 

　　歐文斯科寧在葉片拉擠大梁里面，我們能夠提供的解決方案，從玻纖角度，有高模量的波纖，這個波纖首先從模量上比現在波纖能夠提高10%左右。從疲勞性能上來說，高模量波纖在疲勞性能上也有非常大的優勢。

 

　　下面給大家展示一下目前在這方面積累的一些數據，展示的是在靜態測試結果方面的一些數據，最突出的就是在模量方面的提升，可以從50Gpa提升到60Gpa，對葉片來說也是非常有幫助的。靜態的力學性能，也基本能夠滿足葉片對材料的要求。同時從疲勞的角度來說，我們也做了拉拉疲勞的測試，跟傳統的真空灌注比，還有一定的差距，從材料性能角度來說，基本能夠滿足葉片對材料的一個要求。結合靜態和動態的一些疲勞數據，我們認為玻纖拉擠碳梁是非常有潛力的技術，我們還有很多工作在進行中，希望和在座同仁一起開發更多的新的技術應用于葉片，一起助推葉片的市場往更高更強的方向發展。因為時間關系，我的演講就到這里，大家如果后續對我們這兩個項目或者產品有興趣，可以會后再聯系，謝謝大家。

 

　　（發言由現場速記整理，未經本人審閱）