CWPC2024： 重庆国际复合材料股份有限公司创新中心副主任谭家顶发表《风电带给玻璃纤维的机会与挑战》的演讲

各位大家好，今天很荣幸代表我们公司首席技术官郑先生在这里做今天的报告！

我的内容分为3个部分：首先通过回顾芯材期和叶片共同创新、共同发展的历程；向大家汇报一下我们在热塑性叶片进展上的工作；简单对新一代叶片用的复合材料做一个展望，希望为大家带来有价值的干货和信心。

1.叶片用玻璃复材发展历程

随着技术的进步，包括市场竞争性的发展，叶片对复合材料的要求也越来越高，从一开始对强度模量的要求，今后会对全寿命环保性要求更高，需要从原材料端有更低的低碳排放要求。具有轻质、高强、高模这些特点特性的玻璃纤维依然是最佳的材料解决方案，我们玻璃纤维总的产量也达到了千万吨级别，用于风电的玻纤也超过100万吨。

高模技术迭代升级，从一开始70GPa再到80+、90+，我们的叶片也是从这个历程从长度有不断的突破。随着高模量纤维和拉挤变材、碳-玻板也进一步应用到叶片生产中，进一步推动了叶片的大型化。可以说一代材料，一代叶片。

我们的发展历程，从普通的玻璃纤维到TM系列的高模量纤维，再到更高模量的TM2，再到TM3。我们2023年开发的TM3玻璃纤维具有更高的比模量和比强度，通过匹配上浸润剂，包括融合树脂工艺提升材料的转化率。大家都知道对于玻璃纤维复合材料而言，模量的提升只是一个基础，我们优异的浸润剂体系技术才是一个核心，高品质玻璃+优异的界面处理，才能得到更高性能的玻璃纤维复合材料。我们公司对于主流的树脂体系，包括环氧、不饱和聚酯、聚氨酯、热塑性树脂，我们都开发了专用的树脂，帮助复合材料得以更好的发挥。

通过与行业产业链当中合作伙伴的合作，提升玻璃纤维系统技术，服务了客户20多年，过程中我们技术的进步也得到了客户的认可，助推了风电叶片的发展。如我们2016年推出改进型TM468G，包括后续聚氨酯类、拉挤片材、热塑性叶片。在这里先卖一个关子，在未来发展方向上我们也将会有一个突破，后面也会讲到。

这里举两个案例：一是我们推进聚氨酯叶片发展历程，从2012年开始，我们从9M叶片开始到39米、57米。2020年，全聚氨酯叶片的合作也算是取得了成功，但我们也没有停下脚步，也在持续的升级。现在因为市场需求，大型叶片需要提效，我们也推出第二代聚氨酯体系产品，它的特性也是基于有了一个纤维的系统性技术，包括在更低吸胶量下获得更高的玻纤含量，更高的模量。这样的条件下，我们还能让它保持比较好的疲劳性能，这就是得益于系统技术的提升。

回到传统的环氧树脂体系，如何在这样的体系下实现高纤维含量、高模量与疲劳性能之间的平衡，这是目前比较关键的一个技术难题所在。大家都知道较高的玻璃纤维含量可以提高复合材料的模量，从而提高产品的性价比，但在高玻纤含量条件下高疲劳性能是风电叶片材料提质增效的一个关键。如果还想进一步提高玻纤含量，再增加复合材料模量，最好的方案就是换一个工艺技术路线。我们可以充分发挥拉挤工艺稳定性的优势，在这里还是玻璃纤维的系统技术，用高比模量的玻纤，通过拉挤工艺获得高玻纤含量和高的模量，匹配到优级生化的体系，再与高性能树脂之间进行匹配。通过这样的创新，可以推进叶片迈入100米级别，模量也可以在现有基础上提升20%-30%。

2022年大家都能看到这个新闻，全长93米叶片首次使用拉挤片材组装大梁生产。未来叶片大型化生产制造对材料和工艺都会提出非常高的要求，这当中有很多因素，我会觉得对于材料而言，对于控制密度，提升模量会成为最关键的一个指标，同时还需要有较高的性价比。

2.热塑性叶片的进展与提升

我们在推进可回收利用方面的一些工作，大家知道推进“双碳”目标的达成需要提升和使用清洁能源，同时还需要环保材料。提升材料的环保性才有助于风电持续稳定的发展。

（图示）这张图大家可以看到，因为前面专家已经讲到2025年会是一个起点，退役+新增替代的叶片会呈非常显著的增加趋势，这里尤其是我们国家，材料的环保型是非常急迫的。我们也看到在产业链上合作伙伴的努力，在树脂端有可回收的环氧树脂体系，还有热塑性树脂也在推出。在叶片端，更多厂家提出100%回收叶片的计划。

我们CPIC研发团队针对一个业态成型的热塑性树脂做了深入的调研和研究，它的机械性能可以和环氧类似，但有更高的压缩强度。更重要的是它可回收，这也是实现产业绿色可持续发展的一条路子。我们系统的玻璃纤维浸润剂技术可以帮助热塑性树脂在性能上有大幅度提升，这也是奠定CPIC与ARKEMA深度合作，通过这个合作我们开发出来适合热塑性树脂专用的玻璃纤维4306。这款树脂获得了GL的认证，同时也完成了很多零部件实验室认证，同时和合作伙伴一起近百米长的热塑叶片试制成功，奠定了树脂体系产业化的基础。但如果要将全热塑性叶片推向真正产业化的通道，其实还是需要做很多工作和创新。包括需要满足条件的生产线，还包括满足设计要求的拉挤板材，以及一些关键的原材料。更重要的也是大家非常关心的，需要有更具性价比的回收方案，未来我们也会在全热塑叶片上做更多的工作。

3.新一代叶片用复材的展望

刚才卖了一个关子，我们现在在研究这么一个产品，美孚石油的这款产品Proxxima，它有低碳、低密度、低粘度、高韧性，这是它的特性。它的密度比其他树脂体系更低，子弹穿透试验，它是穿不透板子的，韧性非常好，生产过程中也是低排放。它对材料高转化率、高利用率需求能很好的满足。这个产品已经商业化用在小叶片生产，已经生产成功。相同条件下，它可以减少10%的树脂使用量，而且有5倍的灌注输入。我们也与美孚石油进行合作，启动可产业化的树脂体系叶片用的材料研发，也做了一些实验。在常规下操作时间比较长，体积含量可以做得很高，拉挤速度也是非常好的。未来，我们将会推出全PDCPD体系叶片用的玻璃纤维及复合材料的解决方案。

我们公司拥有非常成熟的GL、CNAS和光伏认证实验室，刚才讲了20年，其实还有我的12年在里面，我们在测试过程中积累了大量的实验数据，这些可以为我们的应用设计奠定一个基础。也可以和大家分享一个理念，前面有专家提到过了，产业背后是材料，材料的背后是设计。那设计背后是数据，如果没有对材料进行全方位、全系统的测试，不断挖掘数据和分析数据，那么想做好材料其实是很困难的。要干好这一行，其实对这一方面的投入还是需要做好，而且做全。维护好行业需要眼光，也需要责任心。

在这里引用CPIC的企业使命，创新复合材料、引领绿色未来。我们CPIC愿与风电同仁一道致力于风电产业链的绿色健康、高效创新发展，开启新征程、拥抱碳中和。

谢谢大家！