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張威:可回收樹(shù)脂在風(fēng)電葉片領(lǐng)域應(yīng)用解決方案

2022-08-19 瀏覽數(shù):835

尊敬的各位專家,各位代表,大家下午好,我是來(lái)自上緯新材料科技股份有限公司的張威,今天主要帶來(lái)可回收的議題,可回收是復(fù)合材料發(fā)展路徑上被譽(yù)為最后一公里要解決的難題和問(wèn)題。上緯針對(duì)這樣的難題和問(wèn)題做了一些探究和提出了解決方案。




上緯新材料科技股份有限公司風(fēng)電業(yè)務(wù)部經(jīng)理張威

張威:尊敬的各位專家,各位代表,大家下午好,我是來(lái)自上緯新材料科技股份有限公司的張威,今天主要帶來(lái)可回收的議題,可回收是復(fù)合材料發(fā)展路徑上被譽(yù)為最后一公里要解決的難題和問(wèn)題。上緯針對(duì)這樣的難題和問(wèn)題做了一些探究和提出了解決方案。

(PPT圖示)這是此次報(bào)告涉及到的五個(gè)部分,關(guān)于產(chǎn)品的介紹、具體的降解程序及回收的路徑圖,不同復(fù)材回收方法的比較、風(fēng)電市場(chǎng)的可回收葉片的分享。

針對(duì)風(fēng)電行業(yè),目前隨著風(fēng)電的服役達(dá)到了退役年齡,這是必須要面對(duì)和處理的難題。現(xiàn)在各個(gè)國(guó)家包括中國(guó)針對(duì)風(fēng)機(jī)處理的方式主要是填埋焚燒,也有切割,但對(duì)達(dá)到循環(huán)經(jīng)濟(jì)有一定的差距,我們需要用化學(xué)的方法做出對(duì)問(wèn)題的解決。

在這樣的前提和背景下,注意到國(guó)際上整機(jī)廠、開(kāi)發(fā)商陸續(xù)在2020年、2021年提出了未來(lái)三十年零廢風(fēng)機(jī)等愿景。上緯作為科創(chuàng)公司一直致力于用科技創(chuàng)新的方式為客戶帶來(lái)更具價(jià)值的產(chǎn)品。所以,我們做了2030年完成百分之百可回收葉片樹(shù)脂商品化的規(guī)劃,我們會(huì)提出完整的可商品化的解決方案。

對(duì)于回收的產(chǎn)品,我們做成一個(gè)系列,兩個(gè)產(chǎn)品。

(PPT圖示)該產(chǎn)品不僅在風(fēng)機(jī)行業(yè),同時(shí)在體育器材、汽車、電子消費(fèi)品都可以做成可回收的產(chǎn)品,在使用年限到了之后用可回收的技術(shù)方法實(shí)現(xiàn)再循環(huán)利用。

EZCICLO產(chǎn)品可以基于現(xiàn)有的環(huán)氧樹(shù)脂,搭配現(xiàn)有的固化劑進(jìn)行復(fù)合材料的制作。后續(xù)在生命周期到達(dá)了之后,用降解液做降解回收。

(PPT圖示)這是具體的降解程序,這是在實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)完成做的一些降解的分解步驟,準(zhǔn)備樣品,放在反應(yīng)槽,在一定時(shí)間和反應(yīng)溫度前提下,可以有效將玻璃纖維制品和樹(shù)脂進(jìn)行分離。不僅是玻璃纖維,碳纖維也可以達(dá)到同樣的效果。

(PPT圖示)這是回收后纖維的狀態(tài)。

梳理歸納,對(duì)于整體的回收路徑來(lái)看,應(yīng)用EZCICLO做成復(fù)合材料,產(chǎn)品年限到了之后用可立解做降解,回收到寡聚物或低聚物,再用EZCICLO做成產(chǎn)品,達(dá)到循環(huán)樹(shù)脂的使用。FRP有纖維的存在,這個(gè)過(guò)程中,纖維可以進(jìn)行重整,做一個(gè)降解使用的FRP。

進(jìn)一步梳理。對(duì)于碳纖來(lái)講可以做碳纖處理,應(yīng)用在汽車或者家電外殼的復(fù)合材料產(chǎn)品上。玻璃纖維可以做成SMC等玻璃纖維的射出粒。對(duì)于樹(shù)脂方面,回收到的樹(shù)脂可以再重新回到原產(chǎn)業(yè)鏈上的樹(shù)脂應(yīng)用。

關(guān)于風(fēng)電目前已經(jīng)做了關(guān)于風(fēng)電灌注樹(shù)脂的產(chǎn)品,用EZCICLO技術(shù),命名為RB519—A/BS,和現(xiàn)有的傳統(tǒng)環(huán)氧保持一致的特性,基于這樣的特性,可以不改變現(xiàn)有的工藝的條件,方便利用現(xiàn)有的不管是工廠車間,還是工藝技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品上的制作。

(PPT圖示)這是年度變化曲線,和現(xiàn)有環(huán)氧非常接近。

關(guān)于Tg,我們將正負(fù)2%的容差進(jìn)行了測(cè)試,Tg建立比較穩(wěn)定,達(dá)到葉片制作上的要求。這是Tg在不同溫度下的建立曲線,和不同環(huán)氧相比有同樣的固化,或者生產(chǎn)周期的特性。

另外做了純樹(shù)脂的數(shù)據(jù)展示,如果和現(xiàn)有的傳統(tǒng)環(huán)氧對(duì)比的話,純樹(shù)脂的力學(xué)性能相當(dāng),特別是高溫和低溫下更具良好的表現(xiàn)。除了純樹(shù)脂之外,也測(cè)了FRP層合板性能,符合大葉片設(shè)計(jì)參考值,達(dá)到了90米以上的級(jí)別。疲勞是不可避免關(guān)注的數(shù)據(jù),做了完整的10的7次方循環(huán)的次數(shù)M值是10.64,表現(xiàn)相當(dāng)優(yōu)異。

除了機(jī)械性能的測(cè)試考察之外,對(duì)工藝性能及各種界面的結(jié)合也進(jìn)行了研究。纖維浸潤(rùn)性做了工藝測(cè)試,做了單雙拉剪,和現(xiàn)有環(huán)氧相比有同等的結(jié)合性。除了葉片灌注樹(shù)脂之外,當(dāng)前技術(shù)的發(fā)展路線已經(jīng)越來(lái)越向板材靠近和選擇,除了玻板以外,碳板也是逐漸的趨勢(shì)。我們將可回收的拉擠樹(shù)脂和現(xiàn)有的環(huán)氧板材做了對(duì)比。

(PPT圖示)這些是得到的力學(xué)性能。

作為可回收樹(shù)脂一定會(huì)關(guān)注樹(shù)脂回收前后的性能,這涉及到回收后能否再回到原有產(chǎn)業(yè)鏈甚至應(yīng)有的等級(jí),在回收之前的EzCICLO做了對(duì)比,這具有等同數(shù)量級(jí)的數(shù)據(jù),我們非常欣喜看到具備了技術(shù)上循環(huán)利用的可行性。

除了樹(shù)脂回收之外所匹配的纖維回收也做了研究,回收的纖維經(jīng)過(guò)高速的密煉機(jī)得出射出粒,進(jìn)行試片后探究分析,不管在彎曲強(qiáng)度還是其他方面有優(yōu)異的表現(xiàn)。

用同樣的方法做了纖維射出粒前后對(duì)比,拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度、模量上的狀況,基本上相當(dāng),甚至更優(yōu)異。

目前也有一些化學(xué)復(fù)材方法,比如熱裂解法和傳統(tǒng)化學(xué)降解回收,熱裂解法需要有比較高的工作溫度,這是目前的局限。優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)營(yíng)成本比較低,有部分國(guó)家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化,但存在的局限是在這個(gè)過(guò)程中不可避免會(huì)產(chǎn)生一些硫化物、氮化物對(duì)環(huán)境有二次污染的氣體。傳統(tǒng)化學(xué)降解出現(xiàn)的局限在于,在這個(gè)過(guò)程中,弱酸、或弱堿過(guò)程不可避免產(chǎn)生廢水和廢液的污染,這是百分之百采用回收利用的痛點(diǎn)。對(duì)于全新的回收方式來(lái)看,不僅有溫和的工作溫度,而且在回收過(guò)程中沒(méi)有廢水廢液二次污染的狀態(tài)產(chǎn)生,同時(shí)可以將回收后的產(chǎn)品回到原有應(yīng)用。

從處理成本、附加價(jià)值、回收過(guò)程中碳足跡、回收過(guò)程是否產(chǎn)生污染等和上述方法進(jìn)行了比較,我們提出的這套解決方案具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。

目前已經(jīng)存在的風(fēng)電市場(chǎng)的回收葉片,我們非常欣喜地看到,外資企業(yè)已經(jīng)做這方面的探究,而且出現(xiàn)了兩個(gè)案例,是非常知名的公司做的前瞻性研究。作為上緯新材料,我們希望與國(guó)內(nèi)的一些合作伙伴進(jìn)行探究,能夠迎頭趕上。EZCICLO,無(wú)論從技術(shù)驗(yàn)證可行性、可商業(yè)化的前提條件看,都具備了一定的條件。

另外,非常重要的一點(diǎn)是,對(duì)于環(huán)境友善方面,EZCICLO做了重點(diǎn)考量,在這個(gè)過(guò)程中,我們不會(huì)有二次污染,同時(shí)可以再回到原材料應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)真正的循環(huán)經(jīng)濟(jì)的過(guò)程。

以上是我今天帶來(lái)的上緯新材料可回收樹(shù)脂的議題,時(shí)間原因,如果大家感興趣會(huì)后可以再做進(jìn)一步交流,謝謝大家!

(文章內(nèi)容來(lái)自于現(xiàn)場(chǎng)速記,未經(jīng)本人審核)

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