CWPC2024： 重慶國際復合材料股份有限公司創新中心副主任譚家頂發表《風電帶給玻璃纖維的機會與挑戰》的演講

各位大家好，今天很榮幸代表我們公司首席技術官鄭先生在這里做今天的報告！

我的內容分為3個部分：首先通過回顧芯材期和葉片共同創新、共同發展的歷程；向大家匯報一下我們在熱塑性葉片進展上的工作；簡單對新一代葉片用的復合材料做一個展望，希望為大家帶來有價值的干貨和信心。

1.葉片用玻璃復材發展歷程

隨著技術的進步，包括市場競爭性的發展，葉片對復合材料的要求也越來越高，從一開始對強度模量的要求，今后會對全壽命環保性要求更高，需要從原材料端有更低的低碳排放要求。具有輕質、高強、高模這些特點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量也達到了千萬噸級別，用于風電的玻纖也超過100萬噸。

高模技術迭代升級，從一開始70GPa再到80+、90+，我們的葉片也是從這個歷程從長度有不斷的突破。隨著高模量纖維和拉擠變材、碳-玻板也進一步應用到葉片生產中，進一步推動了葉片的大型化?？梢哉f一代材料，一代葉片。

我們的發展歷程，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年開發的TM3玻璃纖維具有更高的比模量和比強度，通過匹配上浸潤劑，包括融合樹脂工藝提升材料的轉化率。大家都知道對于玻璃纖維復合材料而言，模量的提升只是一個基礎，我們優異的浸潤劑體系技術才是一個核心，高品質玻璃+優異的界面處理，才能得到更高性能的玻璃纖維復合材料。我們公司對于主流的樹脂體系，包括環氧、不飽和聚酯、聚氨酯、熱塑性樹脂，我們都開發了專用的樹脂，幫助復合材料得以更好的發揮。

通過與行業產業鏈當中合作伙伴的合作，提升玻璃纖維系統技術，服務了客戶20多年，過程中我們技術的進步也得到了客戶的認可，助推了風電葉片的發展。如我們2016年推出改進型TM468G，包括后續聚氨酯類、拉擠片材、熱塑性葉片。在這里先賣一個關子，在未來發展方向上我們也將會有一個突破，后面也會講到。

這里舉兩個案例：一是我們推進聚氨酯葉片發展歷程，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，也在持續的升級?，F在因為市場需求，大型葉片需要提效，我們也推出第二代聚氨酯體系產品，它的特性也是基于有了一個纖維的系統性技術，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，這就是得益于系統技術的提升。

回到傳統的環氧樹脂體系，如何在這樣的體系下實現高纖維含量、高模量與疲勞性能之間的平衡，這是目前比較關鍵的一個技術難題所在。大家都知道較高的玻璃纖維含量可以提高復合材料的模量，從而提高產品的性價比，但在高玻纖含量條件下高疲勞性能是風電葉片材料提質增效的一個關鍵。如果還想進一步提高玻纖含量，再增加復合材料模量，最好的方案就是換一個工藝技術路線。我們可以充分發揮拉擠工藝穩定性的優勢，在這里還是玻璃纖維的系統技術，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，匹配到優級生化的體系，再與高性能樹脂之間進行匹配。通過這樣的創新，可以推進葉片邁入100米級別，模量也可以在現有基礎上提升20%-30%。

2022年大家都能看到這個新聞，全長93米葉片首次使用拉擠片材組裝大梁生產。未來葉片大型化生產制造對材料和工藝都會提出非常高的要求，這當中有很多因素，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鍵的一個指標，同時還需要有較高的性價比。

2.熱塑性葉片的進展與提升

我們在推進可回收利用方面的一些工作，大家知道推進“雙碳”目標的達成需要提升和使用清潔能源，同時還需要環保材料。提升材料的環保性才有助于風電持續穩定的發展。

（圖示）這張圖大家可以看到，因為前面專家已經講到2025年會是一個起點，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，材料的環保型是非常急迫的。我們也看到在產業鏈上合作伙伴的努力，在樹脂端有可回收的環氧樹脂體系，還有熱塑性樹脂也在推出。在葉片端，更多廠家提出100%回收葉片的計劃。

我們CPIC研發團隊針對一個業態成型的熱塑性樹脂做了深入的調研和研究，它的機械性能可以和環氧類似，但有更高的壓縮強度。更重要的是它可回收，這也是實現產業綠色可持續發展的一條路子。我們系統的玻璃纖維浸潤劑技術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，通過這個合作我們開發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的認證，同時也完成了很多零部件實驗室認證，同時和合作伙伴一起近百米長的熱塑葉片試制成功，奠定了樹脂體系產業化的基礎。但如果要將全熱塑性葉片推向真正產業化的通道，其實還是需要做很多工作和創新。包括需要滿足條件的生產線，還包括滿足設計要求的拉擠板材，以及一些關鍵的原材料。更重要的也是大家非常關心的，需要有更具性價比的回收方案，未來我們也會在全熱塑葉片上做更多的工作。

3.新一代葉片用復材的展望

剛才賣了一個關子，我們現在在研究這么一個產品，美孚石油的這款產品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，它是穿不透板子的，韌性非常好，生產過程中也是低排放。它對材料高轉化率、高利用率需求能很好的滿足。這個產品已經商業化用在小葉片生產，已經生產成功。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行合作，啟動可產業化的樹脂體系葉片用的材料研發，也做了一些實驗。在常規下操作時間比較長，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和光伏認證實驗室，剛才講了20年，其實還有我的12年在里面，我們在測試過程中積累了大量的實驗數據，這些可以為我們的應用設計奠定一個基礎。也可以和大家分享一個理念，前面有專家提到過了，產業背后是材料，材料的背后是設計。那設計背后是數據，如果沒有對材料進行全方位、全系統的測試，不斷挖掘數據和分析數據，那么想做好材料其實是很困難的。要干好這一行，其實對這一方面的投入還是需要做好，而且做全。維護好行業需要眼光，也需要責任心。

在這里引用CPIC的企業使命，創新復合材料、引領綠色未來。我們CPIC愿與風電同仁一道致力于風電產業鏈的綠色健康、高效創新發展，開啟新征程、擁抱碳中和。

謝謝大家！