CWPC2024： 重慶國際復(fù)合材料股份有限公司創(chuàng)新中心副主任譚家頂發(fā)表《風(fēng)電帶給玻璃纖維的機(jī)會與挑戰(zhàn)》的演講

各位大家好，今天很榮幸代表我們公司首席技術(shù)官鄭先生在這里做今天的報(bào)告！

我的內(nèi)容分為3個(gè)部分：首先通過回顧芯材期和葉片共同創(chuàng)新、共同發(fā)展的歷程；向大家匯報(bào)一下我們在熱塑性葉片進(jìn)展上的工作；簡單對新一代葉片用的復(fù)合材料做一個(gè)展望，希望為大家?guī)碛袃r(jià)值的干貨和信心。

1.葉片用玻璃復(fù)材發(fā)展歷程

隨著技術(shù)的進(jìn)步，包括市場競爭性的發(fā)展，葉片對復(fù)合材料的要求也越來越高，從一開始對強(qiáng)度模量的要求，今后會對全壽命環(huán)保性要求更高，需要從原材料端有更低的低碳排放要求。具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、高模這些特點(diǎn)特性的玻璃纖維依然是最佳的材料解決方案，我們玻璃纖維總的產(chǎn)量也達(dá)到了千萬噸級別，用于風(fēng)電的玻纖也超過100萬噸。

高模技術(shù)迭代升級，從一開始70GPa再到80+、90+，我們的葉片也是從這個(gè)歷程從長度有不斷的突破。隨著高模量纖維和拉擠變材、碳-玻板也進(jìn)一步應(yīng)用到葉片生產(chǎn)中，進(jìn)一步推動(dòng)了葉片的大型化。可以說一代材料，一代葉片。

我們的發(fā)展歷程，從普通的玻璃纖維到TM系列的高模量纖維，再到更高模量的TM2，再到TM3。我們2023年開發(fā)的TM3玻璃纖維具有更高的比模量和比強(qiáng)度，通過匹配上浸潤劑，包括融合樹脂工藝提升材料的轉(zhuǎn)化率。大家都知道對于玻璃纖維復(fù)合材料而言，模量的提升只是一個(gè)基礎(chǔ)，我們優(yōu)異的浸潤劑體系技術(shù)才是一個(gè)核心，高品質(zhì)玻璃+優(yōu)異的界面處理，才能得到更高性能的玻璃纖維復(fù)合材料。我們公司對于主流的樹脂體系，包括環(huán)氧、不飽和聚酯、聚氨酯、熱塑性樹脂，我們都開發(fā)了專用的樹脂，幫助復(fù)合材料得以更好的發(fā)揮。

通過與行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中合作伙伴的合作，提升玻璃纖維系統(tǒng)技術(shù)，服務(wù)了客戶20多年，過程中我們技術(shù)的進(jìn)步也得到了客戶的認(rèn)可，助推了風(fēng)電葉片的發(fā)展。如我們2016年推出改進(jìn)型TM468G，包括后續(xù)聚氨酯類、拉擠片材、熱塑性葉片。在這里先賣一個(gè)關(guān)子，在未來發(fā)展方向上我們也將會有一個(gè)突破，后面也會講到。

這里舉兩個(gè)案例：一是我們推進(jìn)聚氨酯葉片發(fā)展歷程，從2012年開始，我們從9M葉片開始到39米、57米。2020年，全聚氨酯葉片的合作也算是取得了成功，但我們也沒有停下腳步，也在持續(xù)的升級。現(xiàn)在因?yàn)槭袌鲂枨螅笮腿~片需要提效，我們也推出第二代聚氨酯體系產(chǎn)品，它的特性也是基于有了一個(gè)纖維的系統(tǒng)性技術(shù)，包括在更低吸膠量下獲得更高的玻纖含量，更高的模量。這樣的條件下，我們還能讓它保持比較好的疲勞性能，這就是得益于系統(tǒng)技術(shù)的提升。

回到傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂體系，如何在這樣的體系下實(shí)現(xiàn)高纖維含量、高模量與疲勞性能之間的平衡，這是目前比較關(guān)鍵的一個(gè)技術(shù)難題所在。大家都知道較高的玻璃纖維含量可以提高復(fù)合材料的模量，從而提高產(chǎn)品的性價(jià)比，但在高玻纖含量條件下高疲勞性能是風(fēng)電葉片材料提質(zhì)增效的一個(gè)關(guān)鍵。如果還想進(jìn)一步提高玻纖含量，再增加復(fù)合材料模量，最好的方案就是換一個(gè)工藝技術(shù)路線。我們可以充分發(fā)揮拉擠工藝穩(wěn)定性的優(yōu)勢，在這里還是玻璃纖維的系統(tǒng)技術(shù)，用高比模量的玻纖，通過拉擠工藝獲得高玻纖含量和高的模量，匹配到優(yōu)級生化的體系，再與高性能樹脂之間進(jìn)行匹配。通過這樣的創(chuàng)新，可以推進(jìn)葉片邁入100米級別，模量也可以在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提升20%-30%。

2022年大家都能看到這個(gè)新聞，全長93米葉片首次使用拉擠片材組裝大梁生產(chǎn)。未來葉片大型化生產(chǎn)制造對材料和工藝都會提出非常高的要求，這當(dāng)中有很多因素，我會覺得對于材料而言，對于控制密度，提升模量會成為最關(guān)鍵的一個(gè)指標(biāo)，同時(shí)還需要有較高的性價(jià)比。

2.熱塑性葉片的進(jìn)展與提升

我們在推進(jìn)可回收利用方面的一些工作，大家知道推進(jìn)“雙碳”目標(biāo)的達(dá)成需要提升和使用清潔能源，同時(shí)還需要環(huán)保材料。提升材料的環(huán)保性才有助于風(fēng)電持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。

（圖示）這張圖大家可以看到，因?yàn)榍懊鎸＜乙呀?jīng)講到2025年會是一個(gè)起點(diǎn)，退役+新增替代的葉片會呈非常顯著的增加趨勢，這里尤其是我們國家，材料的環(huán)保型是非常急迫的。我們也看到在產(chǎn)業(yè)鏈上合作伙伴的努力，在樹脂端有可回收的環(huán)氧樹脂體系，還有熱塑性樹脂也在推出。在葉片端，更多廠家提出100%回收葉片的計(jì)劃。

我們CPIC研發(fā)團(tuán)隊(duì)針對一個(gè)業(yè)態(tài)成型的熱塑性樹脂做了深入的調(diào)研和研究，它的機(jī)械性能可以和環(huán)氧類似，但有更高的壓縮強(qiáng)度。更重要的是它可回收，這也是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的一條路子。我們系統(tǒng)的玻璃纖維浸潤劑技術(shù)可以幫助熱塑性樹脂在性能上有大幅度提升，這也是奠定CPIC與ARKEMA深度合作，通過這個(gè)合作我們開發(fā)出來適合熱塑性樹脂專用的玻璃纖維4306。這款樹脂獲得了GL的認(rèn)證，同時(shí)也完成了很多零部件實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證，同時(shí)和合作伙伴一起近百米長的熱塑葉片試制成功，奠定了樹脂體系產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。但如果要將全熱塑性葉片推向真正產(chǎn)業(yè)化的通道，其實(shí)還是需要做很多工作和創(chuàng)新。包括需要滿足條件的生產(chǎn)線，還包括滿足設(shè)計(jì)要求的拉擠板材，以及一些關(guān)鍵的原材料。更重要的也是大家非常關(guān)心的，需要有更具性價(jià)比的回收方案，未來我們也會在全熱塑葉片上做更多的工作。

3.新一代葉片用復(fù)材的展望

剛才賣了一個(gè)關(guān)子，我們現(xiàn)在在研究這么一個(gè)產(chǎn)品，美孚石油的這款產(chǎn)品Proxxima，它有低碳、低密度、低粘度、高韌性，這是它的特性。它的密度比其他樹脂體系更低，子彈穿透試驗(yàn)，它是穿不透板子的，韌性非常好，生產(chǎn)過程中也是低排放。它對材料高轉(zhuǎn)化率、高利用率需求能很好的滿足。這個(gè)產(chǎn)品已經(jīng)商業(yè)化用在小葉片生產(chǎn)，已經(jīng)生產(chǎn)成功。相同條件下，它可以減少10%的樹脂使用量，而且有5倍的灌注輸入。我們也與美孚石油進(jìn)行合作，啟動(dòng)可產(chǎn)業(yè)化的樹脂體系葉片用的材料研發(fā)，也做了一些實(shí)驗(yàn)。在常規(guī)下操作時(shí)間比較長，體積含量可以做得很高，拉擠速度也是非常好的。未來，我們將會推出全PDCPD體系葉片用的玻璃纖維及復(fù)合材料的解決方案。

我們公司擁有非常成熟的GL、CNAS和光伏認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室，剛才講了20年，其實(shí)還有我的12年在里面，我們在測試過程中積累了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這些可以為我們的應(yīng)用設(shè)計(jì)奠定一個(gè)基礎(chǔ)。也可以和大家分享一個(gè)理念，前面有專家提到過了，產(chǎn)業(yè)背后是材料，材料的背后是設(shè)計(jì)。那設(shè)計(jì)背后是數(shù)據(jù)，如果沒有對材料進(jìn)行全方位、全系統(tǒng)的測試，不斷挖掘數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)，那么想做好材料其實(shí)是很困難的。要干好這一行，其實(shí)對這一方面的投入還是需要做好，而且做全。維護(hù)好行業(yè)需要眼光，也需要責(zé)任心。

在這里引用CPIC的企業(yè)使命，創(chuàng)新復(fù)合材料、引領(lǐng)綠色未來。我們CPIC愿與風(fēng)電同仁一道致力于風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈的綠色健康、高效創(chuàng)新發(fā)展，開啟新征程、擁抱碳中和。

謝謝大家！