為高性能復(fù)合材料提供最優(yōu)的成本-性能解決方案
 
      E7來了！
    隨著時代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，玻璃纖維的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，人們對玻璃纖維的性能要求也在不斷提高。而作為增強(qiáng)材料，機(jī)械力學(xué)性能的提升一直是玻璃纖維發(fā)展的最主要方向之一。尤其是近年來，由于能源危機(jī)的日趨嚴(yán)重和生態(tài)環(huán)境的日益惡化，人們對大葉片風(fēng)能發(fā)電、汽車-輕量化等方面的關(guān)注和呼聲也越來越高。
    此時，高強(qiáng)度高模量玻璃纖維復(fù)合材料以其優(yōu)異的機(jī)械性能、相對較小的比重、合適的生產(chǎn)成本自然成為行業(yè)研究開發(fā)的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。巨石集團(tuán)的E7玻璃纖維正是在這樣的背景下誕生的。
E7研發(fā)成功
    巨石集團(tuán)產(chǎn)品研發(fā)中心主任張志堅博士說，E7高模量高強(qiáng)度玻璃纖維是巨石產(chǎn)品高端化的代表型產(chǎn)品。它在大規(guī)模池窯生產(chǎn)上的優(yōu)異表現(xiàn)使得大型風(fēng)力葉片、壓力容器、拉擠等制造行業(yè)對高性能玻璃纖維的大規(guī)模需求變?yōu)榭赡堋?br />     據(jù)巨石集團(tuán)玻璃研究中心專業(yè)工程師章林介紹，E7玻璃纖維的成功研制對于推廣和開發(fā)高性能復(fù)合材料具有非常重要的意義，其主要表現(xiàn)在以下三個方面：
    一是高性價比，盡管S高強(qiáng)玻璃纖維的生產(chǎn)已經(jīng)廣為所知，但其高昂的制造成本超出了絕大多數(shù)復(fù)合材料行業(yè)的允許范圍，而E7在大規(guī)模池窯上的優(yōu)異表現(xiàn)加上巨石優(yōu)異的成本控制技術(shù)，使巨石E7更具競爭優(yōu)勢。
    二是高環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，E7堅持無硼無氟配方，采用先進(jìn)的熔制技術(shù)，例如以全氧燃燒技術(shù)實(shí)現(xiàn)廢氣排放量削減80%，氮氧化物削減90%以上；以環(huán)保池窯技術(shù)實(shí)現(xiàn)玻璃纖維廢絲的零排放；以中水回用技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水的零排放。
    三是高強(qiáng)度、高模量，與E玻璃纖維相比，以E7玻璃纖維為基材的復(fù)合材料擁有更優(yōu)異的力學(xué)性能：彈性模量提高約23%，拉伸強(qiáng)度提高約30%。軟化溫度比普通E玻璃纖維提高約80℃，使復(fù)合材料制品更耐用，壽命更長，其優(yōu)異的產(chǎn)品性能，特別是力學(xué)性能，允許客戶設(shè)計出超越傳統(tǒng)材料極限的高性能產(chǎn)品。
    不過章林也提到，E7的研制過程并不是一帆風(fēng)順的。“從2009年開始，集團(tuán)投入巨額資金開始研發(fā)新一代玻璃纖維，剛開始的時候，國內(nèi)其他廠家還沒有開始做，所以也沒有任何經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，可以說我們是‘第一個吃螃蟹的人’，當(dāng)時的想法就很明確，就是要在E6的基礎(chǔ)上更大幅度地提升玻璃纖維的各項(xiàng)性能。”章林說，研發(fā)期間在大規(guī)模池窯上進(jìn)行了多次綜合試驗(yàn)，“目前E7已能進(jìn)行規(guī)模、穩(wěn)定生產(chǎn)。”
    巨石集團(tuán)產(chǎn)品研發(fā)中心副總工程師張燕提到，E7在高強(qiáng)度、高模量上的表現(xiàn)出色，特別適用于大兆瓦風(fēng)力葉片、高壓容器等產(chǎn)品的開發(fā)制造。
下游市場廣闊
    E7玻璃纖維是巨石集團(tuán)歷經(jīng)5年成功開發(fā)的高模量高強(qiáng)度玻璃纖維，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，化學(xué)組成落在ASTM D578-00標(biāo)準(zhǔn)E玻璃的范圍之外，符合ISO 2078標(biāo)準(zhǔn)中的R玻璃纖維分類，在同類產(chǎn)品中處于國際領(lǐng)先水平。
    張燕強(qiáng)調(diào)，E7既有E玻璃纖維的所有優(yōu)質(zhì)，又在模量、強(qiáng)度、軟化、溫度等方面取得技術(shù)突破，能夠滿足高端的特殊需求，E7為巨石集團(tuán)提供了一個全新的技術(shù)平臺，在此基礎(chǔ)上開發(fā)的系列產(chǎn)品適用領(lǐng)域廣泛，為不同客戶的多種需求提供了全新的解決方案。
    作為新推出的一代高性能玻璃纖維，E7一推出就獲得了不少關(guān)注。例如，目前巨石集團(tuán)的年度大客戶振石集團(tuán)恒石纖維基業(yè)有限公司正在做基于E7研發(fā)的各類風(fēng)力葉片基礎(chǔ)材料的認(rèn)證，進(jìn)展順利，國內(nèi)外很多風(fēng)電領(lǐng)域的知名客戶反映良好。恒石纖維基業(yè)有限公司產(chǎn)品研發(fā)部經(jīng)理朱小華表示，E7優(yōu)異的機(jī)械性能與高性價比是讓恒石和下游客戶心動的最主要原因。
    以巨石生產(chǎn)并廣泛用于風(fēng)力葉片梁冒的UD1200單向織物為例，相比基于無硼E玻璃成分的398產(chǎn)品，基于E7玻璃成分的380產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度提升約30%，拉伸模量提升約11%，剪切和壓縮性能也有大幅度提升。在耐疲勞性能方面，基于E7玻璃成分的380產(chǎn)品制備的層壓板，其在相同載荷下的疲勞使用壽命比基于無硼E玻璃成分的398產(chǎn)品能夠提高15%以上（以Log循環(huán)次數(shù)計算）。
    以新一代高性能拉擠用紗312T為例，相比基于無硼E玻璃成分的312T產(chǎn)品，基于E7玻璃成分的312T產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度提升約15%，拉伸模量增加約10%。
    E7-568H是增強(qiáng)熱塑性塑料用短切原絲，采用高模量的E7玻璃配方，表面涂覆硅烷基浸潤劑，專門適用于增強(qiáng)PA樹脂。E7-568H性能表現(xiàn)優(yōu)異，廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、電子電器、日用品、高性能體育用品等領(lǐng)域，特別為“輕量化應(yīng)用”提供了一種理想的解決方案。其產(chǎn)品特點(diǎn)包括：原絲技術(shù)性好、靜電小、毛羽少、流動性好；更高的強(qiáng)度、模量；優(yōu)異的耐冷凍液性能；優(yōu)異的耐疲勞性能。
    E7DR-380也為無堿直接無捻粗砂，采用高模量高強(qiáng)度的E7玻璃配方，表面涂覆硅烷基浸潤劑，專為增強(qiáng)環(huán)氧樹脂而設(shè)計，可適用于胺類或酸酐類固化體系。E7DR-380專為方格布及多軸向織物等對機(jī)械性能及抗疲勞性能要求較高的織造工藝設(shè)計，也可用于高壓應(yīng)用領(lǐng)域的纏繞工藝。其典型應(yīng)用包括：風(fēng)力葉片、預(yù)浸工藝、高壓管道和容器等。其產(chǎn)品特點(diǎn)是：浸透、浸穿速度快；紗耐磨性好，紗團(tuán)間轉(zhuǎn)換順暢；適用于織造、縫編工藝；優(yōu)異的機(jī)械性能和抗疲勞性能；更高強(qiáng)度和模量。
    朱小華說，以E7DR-380為例，首先可以減少風(fēng)力葉片的重量，使得在陸上中低風(fēng)速區(qū)域獲得良好表現(xiàn)；再則，根據(jù)理論測算，使用E7DR-380的風(fēng)葉比使用普通E玻璃的壽命能提高15%以上；最后，E7DR-380的高模量高強(qiáng)度為制造大兆瓦風(fēng)力葉片提供了無窮的想象空間。