期刊信息
主办:天津市合成材料工业研究所有限公司
主管:天津渤海化工集团有限责任公司
ISSN:1002-7432
CN:12-1159/TQ
语言:中文
周期:双月
影响因子:0.254658
数据库收录:
北大核心期刊(2008版);北大核心期刊(2011版);北大核心期刊(2014版);北大核心期刊(2017版);化学文摘(网络版);中国科学引文数据库(2011-2012);中国科学引文数据库(2013-2014);中国科学引文数据库(2015-2016);中国科学引文数据库(2017-2018);中国科学引文数据库(2019-2020);日本科学技术振兴机构数据库;中国科技核心期刊;期刊分类:有机化工
期刊热词:
简讯
国内外预浸料应用市场概述(2)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】2.1.1 风电领域 我国现在已经是世界第一风电大国,2017年并网装机总容量达到1.4亿kW,年发电量超过2000亿kW,预计到2 0 2 0年装机容量将达到2亿kW。传统的风
2.1.1 风电领域
我国现在已经是世界第一风电大国,2017年并网装机总容量达到1.4亿kW,年发电量超过2000亿kW,预计到2 0 2 0年装机容量将达到2亿kW。传统的风电市场主要采用玻璃纤维增强复合材料叶片,但随着风电技术的日趋成熟和陆上风电的逐渐饱和,风电产业快速向陆上低风速区和海上发展,风力发电技术主要沿着增大单机容量、减轻单位千瓦重量、提高转换效率的方向发展。因此,在发展更大功率风力发电机和更长叶片时,当叶片长度达到40 m以上时,玻璃纤维增强材料已经不能满足叶片的刚度、抗剪切性能、轻质等要求,这时需要采用碳纤维或碳纤维/玻璃纤维混杂增强结构,在叶片的一些关键部位如主梁、前后缘、根部或者叶片的表面上用碳纤维材料增强。
目前,国内碳纤维在风电叶片上的应用处于初级阶段。2017年,我国碳纤维复合材料在风电领域的用量约为4700t,已经远超航空航天市场,但是销售收入比航空航天领域低很多。这是由于风电领域采用的是低成本的大丝束碳纤维,成型采用的是最经济的拉挤工艺和树脂灌注工艺。风电领域的碳纤维原材料市场主要都是依靠进口。东丽、三菱、Zoltek等企业,都针对风能市场推出了专用的碳纤维产品。例如,东丽的T620S 24K、三菱的P330 60K、Zoltek的50K Panex 35;2017年,光威复材对TPI复合材料集团实现供货,用于拉挤片材制备叶片梁帽。在中间制品领域,直接用于风电叶片制造的碳纤维材料就是碳纤维预浸料,同碳纤维原材料一样,大丝束碳纤维预浸料在风电叶片领域的优势明显,面密度高达600 g/m2,厚度超过0.5 mm,这类厚重的预浸料大大提升了铺放工艺的效率。除了碳纤维厂家提供此类产品外,如前所述,一些国外复合材料公司也通过购买纤维来生产适用于风电叶片制造的碳纤维预浸料。比如Gurit开发了SparPregTM单向碳纤维预浸料,无需压实和借助其他排气织物,就可获得低孔隙率的层合板;Hexcel、ACG等中间产品制造商也开发了叶片专用碳纤维预浸料,如HextoolTM和DformTM。目前,国内尚无针对风电叶片领域的预浸料产品,国产碳纤维预浸料制造商仅能实现面重低于300 g/m2碳纤维预浸料的生产,工程产业化仍然停留在较低的水平上。中航复材研制了一种应用于大型风电叶片,适用于真空低压成型的国产FAW300碳纤维预浸料,含胶量30%,现已通过静力试验[4-6]。
2.1.2 汽车领域
2017年工信部、发改委、科技部共同印发的《汽车产业中长期发展规划》明确,至2020年新能源汽车年产销量达200万辆,而新能源汽车对轻量化有着迫切的需求。但受制于成本的约束,复合材料尤其是碳纤维复合材料在汽车上的大范围应用仍不是短期就能实现的。从汽车轻量化技术创新战略联盟制定的《节能与新能源汽车技术路线图》(见表1)上来看,虽然碳纤维复合材料已经成为现阶段及未来车用复合材料轻量化技术应用研究的热点,但对成本的控制更为严苛。
表1 碳纤维复合材料在汽车中的应用趋势2020年 2025年 2030年车辆整备质量碳纤维增强复合材料应用情况较2015年减重10%碳纤维有一定使用量,成本比2015年降低50%2020年,开始启动量产;较2015年减重20%碳纤维使用量占车重2%,成本比上阶段降低50%2025年,开始正式应用;较2015年减重35%碳纤维使用量占车重2%,成本比上阶段降低50%2030年,应用全面拓展;
在我国,碳纤维复合材料在汽车工业中年用量比例还很小,应用较为成熟的技术大部分集中在非连续纤维复合材料成型工艺上(主要包括玻璃纤维),在连续纤维复合材料的快速成型技术方面,主要是以热塑性复合材料快速热压成型为代表的低成本连续碳纤维复合材料部件制造技术,实现了部分装备的连续化、自动化生产,初步建立了车用复合材料部件生产示范线。就未来新能源汽车而言,燃料汽车的燃料电池扩散层碳纸、氢能源汽车的70 MPa的氢气瓶将成为市场的热点。在预浸料方面,虽然纤维复合材料已经在驱动轴、车身、车门、横梁、油箱、悬臂梁、钢板弹簧、减速器、变速器支架、座位架、行李箱板和方向盘等方面有所使用,但对预浸料的需求廖无,考虑到汽车行业低成本的批量化产业化的应用需求,快速固化预浸料是必然需求之一[7]。因此,即使是汽车厂家在对产品的全周期“轻量化价值”评估之后,愿意把因减重带来的总体效益的大部分补偿给复合材料行业,高成本的问题也不是短期内就能解决的,在这些问题解决之前,现有的主机厂也不可能短期内因复合材料车身的生产而弃用现有的生产线,因此碳纤维复合材料在汽车领域的推广应用尚需时日。
文章来源:《热固性树脂》 网址: http://www.rgxsz.cn/qikandaodu/2020/1008/343.html
上一篇:新的“长”碳纳米管在热塑性塑料、LSR中显露头
下一篇:人造花岗石板的防污处理