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刘强：各位专家、各位代表，大家下午好，我是来自毕克助剂上海有限公司的技术服务经理刘强，今天带来的是毕克助剂专门为风电复合材料开发的偶联剂产品。
毕克助剂是在1873年由创始人在柏林成立化学品公司，已经有149年历史，这个过程经历了比较大的变动，特别是2010年，毕克助剂大股东百分之百收购了我们的股份，在2019年毕克助剂在中国上海成立了亚太区的总部。毕克助剂目前在中国的铜陵和上海各有一个生产基地。
复合材料中的原材料大家比较熟悉是树脂和纤维，对于助剂概念比较陌生，其实毕克助剂产品在复合材料有非常广泛的应用。助剂表面是活性物质，特点是非常小的添加量但能同时获得非常高性能的提升，在复合材料表现是通过使用BYK助剂提升表面质量，简化生产工艺，提升力学性能。通过视频简单地阐述了助剂添加量但效果特别明显的特点。
复合材料是界面化学的材料，最终力学性能是取决于树脂和纤维之间的结合，树脂和纤维之间的结合如果非常优秀的话能最终获得非常高阶性能的复合材料，如果界面结合有问题的话最终会影响到复合材料的力学性能。
关于风电使用的复合材料需要在满足基本静态性能的情况下大幅度提高其动态性能。同时对原材料还要满足相关测试认证及原材料要符合风电生产和工艺性要求。风电方面，朝着轻量化和成本节约两个方向走。因此，基于该理念BYK设计了专门用于环氧+玻纤的偶联剂产品，BYK—C8001。
（PPT图示）这是结构示意图，左边能够和树脂体系进行化学结合的关联团。右端能和玻璃纤维产生化学反应团。中间是能和树脂体系产生非常好的相容性。因此，偶联剂产品8001非常适合环氧+玻纤复合材料的体系，能够实现的目的或者能达到的效果是能提升最终环氧+玻纤复合材料的静态和动态疲劳性。唯一小的遗憾是，现在8001的偶联剂目前只能用于环氧+氨固化的体系，我们在努力开发，希望在后面推出和酸酐体系的偶联剂产品。
复合材料其实是界面化学的材料，如果是树脂和纤维之间的结合不好的话，做完破坏性实验后会发现，纤维表面没有树脂包覆，会影响力学性能。如果使用新开发的偶联剂的话，树脂对纤维有非常好的包覆的效果，甚至破坏之后依然有很多树脂包覆到纤维上。偶联剂从微观效果是实现了树脂和纤维之间的交联密度及提高了树脂和纤维之间交联强度，从而提高了最终复合材料的力学性能。
（PPT图示）8001对于复合材料静态的性能提升的测试结果。选择了六组不同的环氧树脂的体系测试横向拉伸强度，通过横向拉伸强度可以直观地了解到树脂和纤维之间结合的性能。在6个树脂的复合材料的测试中能够看到，在添加了偶联剂之后最低大概将复合材料地横向拉伸强度提升38%，最高提高50%。同时，在实验的测试过程中也发现了，使用偶联剂之后，能够获得一个非常平滑的测试的曲线。左边不加偶联剂的情况，复合材料断裂或者达到力学性能极限的时候，上面会有很多锯齿状的微裂纹的情况，所以偶联剂产品能大幅度减少复合材料缺陷的产生，从而将复合材料达到最高的力学性能的情况。
老化纤维在叶片生产过程中经常遇到的问题，由于生产订单或者其他方面是不可避免的，我们做了两方面的测试的对比。一种是选择自然老化的纤维，选择了六年的自然老化的纤维，在同样的型号下，新纤维和老纤维横向拉伸强度的差异，老化两流动年的纤维做成复合材料后下降60%，如果用老化纤维搭配8001偶联剂的话，可以将老化纤维横向拉伸程度提高40%，基本达到先纤维同样的效果。
另外一个测试是在实验室做了人工加速的纤维老化的测试，有四组测试的数据，两组淡蓝色是不加偶联剂，深蓝色是加偶联剂。纤维老化是在40度进行一周老化，不加偶联剂的情况下，纤维老化后复合材料横向拉伸强度下降40%，这非常明显。但在体系里使用偶联剂之后，除了能够提升新鲜纤维的静态力学性能之外，同时对老化的纤维一样保持非常高的力学性能，基本上达到和新鲜纤维一样的力学性能的效果。
对于大家比较关心的静态层间剪切，8001提升了10%。
除了实验室的测试，还和国内厂家做了配套性的测试，拿国内目前两款不同的高模量的纤维做了对比，对于其中一组测横向拉伸程度，当体系中添加1%的偶联剂时，横向拉伸强度能提升10%，这非常可观，对于高模量的纤维有时候将力学性能提升5%已经非常了不起了。对于另外一种高模量的纤维能测下来，横向拉伸强度的提升大概6%，也非常可观。
关于偶联剂对于风电复合材料的动态疲劳性能的提升情况。我们选择了拉拉疲劳，材料断裂失效时看循环次数大概提升多少次，载荷选了三组不同的载荷，分别是55%、65%、75%。在低载荷的情况下，循环次数和空白+偶联剂的情况下，最早提升到5倍。在高载荷75的情况下，将动态疲劳循环次数提升25%到44%，非常可观。同时，偶联剂产品对叶片生产和设计过程中的另外一个帮助是，能够稳定P4和P4之间符合力学材料的波动，从理论上可以将复合材料设计的余量放窄一些，不需要放这么宽。窄了之后，从复合材料的减重和成本节约有很大的帮助。
关于减重，使用偶联剂提升了力学性能，对于减重及成本节约有多大的帮助？对于减重，BYK没有条件做真实的叶片，但好在目前科技已经很发达了，BYK的母公司在德国和ADC老牌的空气动力学的设计公司进行了合作，他们在叶片的设计上有非常多的经验。我们通过分析、计算机模拟拿了真实的叶片的数据进行模拟横向拉伸强度提升的情况下对叶片的减重和成本有多大的帮助。按照实际的叶片参数来进行，这些是叶片主要参数及塔筒等做了考虑，纤维含量按照体积含量50%做，M值是按照10%来做了计算。结论是横向拉伸强度对叶片壳体减重有帮助，达到成本和重量的节约。
（PPT图示）这是实测的相关的数据，能够看到对于叶片的壳体的减重，横向拉伸程度增加10%的时候，单个叶片减重93公斤，如果偶联剂能够将横向拉伸强度提升30%的话，最终单一叶片达到2.4吨。如果按照百分比来算，意味着横向拉伸强度每提高1%，壳体基本上能获得79.3公斤的减重。当然壳体的减重可能意味着在其他部位做出一些补偿，特别是主梁，在欧洲拉挤的大梁情况可能不像中国普及除了维斯塔斯，他们使用真空灌注，所以模拟基本上按照真空灌注的工艺来看，如果是叶片壳体减重后，灌注的主梁的重量有略微的上升，但总体的质量在下降。
当叶片的重量减重之后还会带来其他的优势，叶片的重量一旦减轻后，机舱帽的重量也不需要这么高。同时，除了对非复合材料之外，金属轴一样可以实现减重，因为叶片的重量减重后，金属轴不需要这么粗，最高重量减少1.9吨。因此，总体看一整套的叶片体系，最终能实现的减重大概在10吨样子。
对于成本节约有多少？如果按照欧洲的情况，最终风电系统的整套节约大概9300欧元，该成本对于横向拉伸每提升1%，成本会节约3000欧元，完全抵消使用偶联剂产生的成本上的上升。
偶联剂已经通过了DNV GL的证书认证，在现有体系中可以直接使用。
总结，偶联剂适用于环氧+玻纤体系，有效帮助风电复合材料提升横向拉伸强度，从而实现减重和降本的效果。时间有限，如果大家需要对BYK产品有更多了解可以关注我们的公众号，获得更多产品的信息。谢谢大家！以上是我报告的全部内容。
