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)展和科技的進步，玻璃纖維的應(yīng)用范圍在不斷擴大，人們對玻璃纖維的性能要求也在不斷提高。而作為增強材料，機械力學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，由于能源危機的日趨嚴重和生態(tài)環(huán)境的日益惡化，人們對大葉片風能發(fā)電、汽車-輕量化等方面的關(guān)注和呼聲也越來越高。
    此時，高強度高模量玻璃纖維復(fù)合材料以其優(yōu)異的機械性能、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)的熱點和重點。巨石集團的E7玻璃纖維正是在這樣的背景下誕生的。
E7研發(fā)成功
    巨石集團產(chǎn)品研發(fā)中心主任張志堅博士說，E7高模量高強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)保標準，E7堅持無硼無氟配方，采用先進的熔制技術(shù)，例如以全氧燃燒技術(shù)實現(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)實現(xiàn)玻璃纖維廢絲的零排放；以中水回用技術(shù)實現(xiàn)工業(yè)廢水的零排放。
    三是高強度、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)異的力學性能：彈性模量提高約23%，拉伸強度提高約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順的。“從2009年開始，集團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)驗可以借鑒，可以說我們是‘第一個吃螃蟹的人’，當時的想法就很明確，就是要在E6的基礎(chǔ)上更大幅度地提升玻璃纖維的各項性能。”章林說，研發(fā)期間在大規(guī)模池窯上進行了多次綜合試驗，“目前E7已能進行規(guī)模、穩(wěn)定生產(chǎn)。”
    巨石集團產(chǎn)品研發(fā)中心副總工程師張燕提到，E7在高強度、高模量上的表現(xiàn)出色，特別適用于大兆瓦風力葉片、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歷經(jīng)5年成功開發(fā)的高模量高強度玻璃纖維，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，化學組成落在ASTM D578-00標準E玻璃的范圍之外，符合ISO 2078標準中的R玻璃纖維分類，在同類產(chǎn)品中處于國際領(lǐng)先水平。
    張燕強調(diào)，E7既有E玻璃纖維的所有優(yōu)質(zhì)，又在模量、強度、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，目前巨石集團的年度大客戶振石集團恒石纖維基業(yè)有限公司正在做基于E7研發(fā)的各類風力葉片基礎(chǔ)材料的認證，進展順利，國內(nèi)外很多風電領(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)品的拉伸強度提升約15%，拉伸模量增加約10%。
    E7-568H是增強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)品特點包括：原絲技術(shù)性好、靜電小、毛羽少、流動性好；更高的強度、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，采用高模量高強度的E7玻璃配方，表面涂覆硅烷基浸潤劑，專為增強環(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：風力葉片、預(yù)浸工藝、高壓管道和容器等。其產(chǎn)品特點是：浸透、浸穿速度快；紗耐磨性好，紗團間轉(zhuǎn)換順暢；適用于織造、縫編工藝；優(yōu)異的機械性能和抗疲勞性能；更高強度和模量。
    朱小華說，以E7DR-380為例，首先可以減少風力葉片的重量，使得在陸上中低風速區(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的高模量高強度為制造大兆瓦風力葉片提供了無窮的想象空間。