劉強(qiáng)：各位專家、各位代表，大家下午好，我是來自畢克助劑上海有限公司的技術(shù)服務(wù)經(jīng)理劉強(qiáng)，今天帶來的是畢克助劑專門為風(fēng)電復(fù)合材料開發(fā)的偶聯(lián)劑產(chǎn)品。

畢克助劑是在1873年由創(chuàng)始人在柏林成立化學(xué)品公司，已經(jīng)有149年歷史，這個(gè)過程經(jīng)歷了比較大的變動(dòng)，特別是2010年，畢克助劑大股東百分之百收購了我們的股份，在2019年畢克助劑在中國上海成立了亞太區(qū)的總部。畢克助劑目前在中國的銅陵和上海各有一個(gè)生產(chǎn)基地。

復(fù)合材料中的原材料大家比較熟悉是樹脂和纖維，對(duì)于助劑概念比較陌生，其實(shí)畢克助劑產(chǎn)品在復(fù)合材料有非常廣泛的應(yīng)用。助劑表面是活性物質(zhì)，特點(diǎn)是非常小的添加量但能同時(shí)獲得非常高性能的提升，在復(fù)合材料表現(xiàn)是通過使用BYK助劑提升表面質(zhì)量，簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，提升力學(xué)性能。通過視頻簡(jiǎn)單地闡述了助劑添加量但效果特別明顯的特點(diǎn)。

復(fù)合材料是界面化學(xué)的材料，最終力學(xué)性能是取決于樹脂和纖維之間的結(jié)合，樹脂和纖維之間的結(jié)合如果非常優(yōu)秀的話能最終獲得非常高階性能的復(fù)合材料，如果界面結(jié)合有問題的話最終會(huì)影響到復(fù)合材料的力學(xué)性能。

關(guān)于風(fēng)電使用的復(fù)合材料需要在滿足基本靜態(tài)性能的情況下大幅度提高其動(dòng)態(tài)性能。同時(shí)對(duì)原材料還要滿足相關(guān)測(cè)試認(rèn)證及原材料要符合風(fēng)電生產(chǎn)和工藝性要求。風(fēng)電方面，朝著輕量化和成本節(jié)約兩個(gè)方向走。因此，基于該理念BYK設(shè)計(jì)了專門用于環(huán)氧+玻纖的偶聯(lián)劑產(chǎn)品，BYK—C8001。

（PPT圖示）這是結(jié)構(gòu)示意圖，左邊能夠和樹脂體系進(jìn)行化學(xué)結(jié)合的關(guān)聯(lián)團(tuán)。右端能和玻璃纖維產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)團(tuán)。中間是能和樹脂體系產(chǎn)生非常好的相容性。因此，偶聯(lián)劑產(chǎn)品8001非常適合環(huán)氧+玻纖復(fù)合材料的體系，能夠?qū)崿F(xiàn)的目的或者能達(dá)到的效果是能提升最終環(huán)氧+玻纖復(fù)合材料的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)疲勞性。唯一小的遺憾是，現(xiàn)在8001的偶聯(lián)劑目前只能用于環(huán)氧+氨固化的體系，我們?cè)谂﹂_發(fā)，希望在后面推出和酸酐體系的偶聯(lián)劑產(chǎn)品。

復(fù)合材料其實(shí)是界面化學(xué)的材料，如果是樹脂和纖維之間的結(jié)合不好的話，做完破壞性實(shí)驗(yàn)后會(huì)發(fā)現(xiàn)，纖維表面沒有樹脂包覆，會(huì)影響力學(xué)性能。如果使用新開發(fā)的偶聯(lián)劑的話，樹脂對(duì)纖維有非常好的包覆的效果，甚至破壞之后依然有很多樹脂包覆到纖維上。偶聯(lián)劑從微觀效果是實(shí)現(xiàn)了樹脂和纖維之間的交聯(lián)密度及提高了樹脂和纖維之間交聯(lián)強(qiáng)度，從而提高了最終復(fù)合材料的力學(xué)性能。

（PPT圖示）8001對(duì)于復(fù)合材料靜態(tài)的性能提升的測(cè)試結(jié)果。選擇了六組不同的環(huán)氧樹脂的體系測(cè)試橫向拉伸強(qiáng)度，通過橫向拉伸強(qiáng)度可以直觀地了解到樹脂和纖維之間結(jié)合的性能。在6個(gè)樹脂的復(fù)合材料的測(cè)試中能夠看到，在添加了偶聯(lián)劑之后最低大概將復(fù)合材料地橫向拉伸強(qiáng)度提升38%，最高提高50%。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)的測(cè)試過程中也發(fā)現(xiàn)了，使用偶聯(lián)劑之后，能夠獲得一個(gè)非常平滑的測(cè)試的曲線。左邊不加偶聯(lián)劑的情況，復(fù)合材料斷裂或者達(dá)到力學(xué)性能極限的時(shí)候，上面會(huì)有很多鋸齒狀的微裂紋的情況，所以偶聯(lián)劑產(chǎn)品能大幅度減少復(fù)合材料缺陷的產(chǎn)生，從而將復(fù)合材料達(dá)到最高的力學(xué)性能的情況。

老化纖維在葉片生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的問題，由于生產(chǎn)訂單或者其他方面是不可避免的，我們做了兩方面的測(cè)試的對(duì)比。一種是選擇自然老化的纖維，選擇了六年的自然老化的纖維，在同樣的型號(hào)下，新纖維和老纖維橫向拉伸強(qiáng)度的差異，老化兩流動(dòng)年的纖維做成復(fù)合材料后下降60%，如果用老化纖維搭配8001偶聯(lián)劑的話，可以將老化纖維橫向拉伸程度提高40%，基本達(dá)到先纖維同樣的效果。

另外一個(gè)測(cè)試是在實(shí)驗(yàn)室做了人工加速的纖維老化的測(cè)試，有四組測(cè)試的數(shù)據(jù)，兩組淡藍(lán)色是不加偶聯(lián)劑，深藍(lán)色是加偶聯(lián)劑。纖維老化是在40度進(jìn)行一周老化，不加偶聯(lián)劑的情況下，纖維老化后復(fù)合材料橫向拉伸強(qiáng)度下降40%，這非常明顯。但在體系里使用偶聯(lián)劑之后，除了能夠提升新鮮纖維的靜態(tài)力學(xué)性能之外，同時(shí)對(duì)老化的纖維一樣保持非常高的力學(xué)性能，基本上達(dá)到和新鮮纖維一樣的力學(xué)性能的效果。

對(duì)于大家比較關(guān)心的靜態(tài)層間剪切，8001提升了10%。

除了實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試，還和國內(nèi)廠家做了配套性的測(cè)試，拿國內(nèi)目前兩款不同的高模量的纖維做了對(duì)比，對(duì)于其中一組測(cè)橫向拉伸程度，當(dāng)體系中添加1%的偶聯(lián)劑時(shí)，橫向拉伸強(qiáng)度能提升10%，這非常可觀，對(duì)于高模量的纖維有時(shí)候?qū)⒘W(xué)性能提升5%已經(jīng)非常了不起了。對(duì)于另外一種高模量的纖維能測(cè)下來，橫向拉伸強(qiáng)度的提升大概6%，也非?？捎^。

關(guān)于偶聯(lián)劑對(duì)于風(fēng)電復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)疲勞性能的提升情況。我們選擇了拉拉疲勞，材料斷裂失效時(shí)看循環(huán)次數(shù)大概提升多少次，載荷選了三組不同的載荷，分別是55%、65%、75%。在低載荷的情況下，循環(huán)次數(shù)和空白+偶聯(lián)劑的情況下，最早提升到5倍。在高載荷75的情況下，將動(dòng)態(tài)疲勞循環(huán)次數(shù)提升25%到44%，非?？捎^。同時(shí)，偶聯(lián)劑產(chǎn)品對(duì)葉片生產(chǎn)和設(shè)計(jì)過程中的另外一個(gè)幫助是，能夠穩(wěn)定P4和P4之間符合力學(xué)材料的波動(dòng)，從理論上可以將復(fù)合材料設(shè)計(jì)的余量放窄一些，不需要放這么寬。窄了之后，從復(fù)合材料的減重和成本節(jié)約有很大的幫助。

關(guān)于減重，使用偶聯(lián)劑提升了力學(xué)性能，對(duì)于減重及成本節(jié)約有多大的幫助？對(duì)于減重，BYK沒有條件做真實(shí)的葉片，但好在目前科技已經(jīng)很發(fā)達(dá)了，BYK的母公司在德國和ADC老牌的空氣動(dòng)力學(xué)的設(shè)計(jì)公司進(jìn)行了合作，他們?cè)谌~片的設(shè)計(jì)上有非常多的經(jīng)驗(yàn)。我們通過分析、計(jì)算機(jī)模擬拿了真實(shí)的葉片的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬橫向拉伸強(qiáng)度提升的情況下對(duì)葉片的減重和成本有多大的幫助。按照實(shí)際的葉片參數(shù)來進(jìn)行，這些是葉片主要參數(shù)及塔筒等做了考慮，纖維含量按照體積含量50%做，M值是按照10%來做了計(jì)算。結(jié)論是橫向拉伸強(qiáng)度對(duì)葉片殼體減重有幫助，達(dá)到成本和重量的節(jié)約。

（PPT圖示）這是實(shí)測(cè)的相關(guān)的數(shù)據(jù)，能夠看到對(duì)于葉片的殼體的減重，橫向拉伸程度增加10%的時(shí)候，單個(gè)葉片減重93公斤，如果偶聯(lián)劑能夠?qū)M向拉伸強(qiáng)度提升30%的話，最終單一葉片達(dá)到2.4噸。如果按照百分比來算，意味著橫向拉伸強(qiáng)度每提高1%，殼體基本上能獲得79.3公斤的減重。當(dāng)然殼體的減重可能意味著在其他部位做出一些補(bǔ)償，特別是主梁，在歐洲拉擠的大梁情況可能不像中國普及除了維斯塔斯，他們使用真空灌注，所以模擬基本上按照真空灌注的工藝來看，如果是葉片殼體減重后，灌注的主梁的重量有略微的上升，但總體的質(zhì)量在下降。

當(dāng)葉片的重量減重之后還會(huì)帶來其他的優(yōu)勢(shì)，葉片的重量一旦減輕后，機(jī)艙帽的重量也不需要這么高。同時(shí)，除了對(duì)非復(fù)合材料之外，金屬軸一樣可以實(shí)現(xiàn)減重，因?yàn)槿~片的重量減重后，金屬軸不需要這么粗，最高重量減少1.9噸。因此，總體看一整套的葉片體系，最終能實(shí)現(xiàn)的減重大概在10噸樣子。

對(duì)于成本節(jié)約有多少？如果按照歐洲的情況，最終風(fēng)電系統(tǒng)的整套節(jié)約大概9300歐元，該成本對(duì)于橫向拉伸每提升1%，成本會(huì)節(jié)約3000歐元，完全抵消使用偶聯(lián)劑產(chǎn)生的成本上的上升。

偶聯(lián)劑已經(jīng)通過了DNV GL的證書認(rèn)證，在現(xiàn)有體系中可以直接使用。

總結(jié)，偶聯(lián)劑適用于環(huán)氧+玻纖體系，有效幫助風(fēng)電復(fù)合材料提升橫向拉伸強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)減重和降本的效果。時(shí)間有限，如果大家需要對(duì)BYK產(chǎn)品有更多了解可以關(guān)注我們的公眾號(hào)，獲得更多產(chǎn)品的信息。謝謝大家！以上是我報(bào)告的全部?jī)?nèi)容。