二、高性能玻璃纤维市场化的解决方案

    我国大规模风能开发，对兆瓦级玻璃钢叶片需求逐年增长，2007年到2010年三年间，平均增长率达到70%，国内叶片制造企业达到60多家。兆瓦级叶片需求的快速增长，推动了国内外玻纤企业对高性能玻纤研发的积极性。

    国内高性能玻纤开发主要面向风叶市场，完成一件风机叶片涉及到一系列解决方案：①高性能玻璃纤维 ②高性能玻璃纤维表面处理 ③高性能玻璃纤维多轴向织物 ④与高性能玻纤维匹配的合成树脂 ⑤结构泡沫在夹层结构的应用 ⑥RTM抽真空灌注成型工艺 ⑦叶片模具制造。这里着重阐述多轴向织物、高性能树脂和成型工艺。

    大型兆瓦级叶片制造技术采用的主要增强材料为多轴向经编织物，这种织物的纱线层能按照特定方向伸直取向，故每根纤维力学理论值的利用率几乎能达到100%。多轴向织物实质上是一种多层织物，纤维铺设在面内不同方向（衬纱系统）及沿度方向（绑缚系统），从而形成由纤维束构成的三维网络整体结构。这种结构空隙率小，纤维含量高，适合加工复杂曲面；此外，织物纤维中容易形成通道，减小了浸润渗透压力，起到了树脂渗透速度快、分布均匀。多轴向在经编织物改革上因有极大的灵活性和各向同性的适应性，所以，在纵、横、斜方向都能承受极强的抗力。风机叶片在经受风的大小和方向、温差变化大的极不稳定的苛刻自然环境，选择多轴向织物是最理想的增强材料。

    作为叶片用合成树脂，主要有环氧树脂、环氧乙烯基酯树脂和高性能不饱和聚酯树脂。由于我国风机叶片制造起步全部沿用国外设计技术，因此，前几年国内叶片制造业90%采用环氧树脂调和液，全球叶片领头羊丹麦LM公司，通过自主独立设计，在不同长度兆瓦级叶片上采用了环氧乙烯基酯树脂和不饱和聚酯树脂，其在欧美和中国的合作伙伴为亚什兰和DSM公司。随着整机的制造成本下降，叶片材料也面临低成本的材料选择。台湾上纬、台湾长兴、上海华昌先后推出了用于叶片制造的环氧乙烯基酯树脂。据有关信息，欧洲DSM公司与经过选择的重要合作伙伴叶片设计公司GlobalBladeTechnology进行了应用试验合作，开发了可用于制造500千瓦甚至5MW和6MW，长度超过60M风机叶片的高性能不饱和聚酯树脂SynoliteTM1790-G-3。这一类树脂的市场化，必将改变单一用环氧树脂的依赖性，引起整个叶片制造业的降本增效。据DSM公司透露，实践已证明可用来制造3.5兆瓦，超过45M的风机叶片。

    大型兆瓦级叶片成型是采用抽真空灌注成型工艺。这个工艺是从最早的RTM（对模）工艺发展起来的，适合于大型制件制作。采用这种工艺，孔隙率低，纤维含量高和良好的玻璃钢强度和刚性。抽真空灌注成型工艺与传统敞开式手糊成型相比，铺放简单，节省时间50%，树脂浪费率低于5%，加工过程中，苯乙烯挥发物逸出降低90%；与手糊玻璃钢相比，制品刚强度大大提高，纤维体积比可高达60%。在一些叶片制造业和船艇制造业，已开始由湿法灌注向预浸料工艺进展，这种工艺，对制品质量、均匀的力学性能更有保证，制程的时间更短。在国内，高性能玻纤以软质和硬质纱的形式，机械成型玻璃钢压力容器、管道、海洋工程平台等，因各类工程的需求，用高性能玻纤置换E玻维的市场悄悄走来。