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第661章 南山化学爆发了,材料学的新突破(1 / 2)

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南山集团围攻诺基亚的事情,注定是需要一定的时间,才能这一代巨头落幕。

不过,曹阳的注意力,却是被另外一个重要的进展给吸引了。

南山化学顺利的研发出了符合风电叶片需要的泡沫材料。

这可是一个不简单的成绩。

风电产业上游材料中,叶片是最昂贵也是最重要的部件,其成本约占风力发电系统总成本的30%。

从风电叶片结构来看,主要由增强材料、夹芯材料、基体材料、表面涂料及不同部分之间的结构胶组成。

目前陆上风机主流为玻纤叶片,即主梁、壳体、叶根结构使用玻璃纤维。

海上风机使用的叶片则将主梁材料替换为碳纤维,以满足大型叶片轻量化需求。原材料成本占叶片总成本75%左右,其中增强纤维、基体树脂、芯材占比较高。

早期叶片使用的增强材料原材料较为单一,基材以环氧树脂为主,增强材料以玻璃纤维为主,芯材以轻木为主。

随着叶片长度提高,整体形变控制难度增大,为避免发生刮塔、扫塔事故,对材料比模量和比强度要求增加,早期厂家通过玻纤材料更新提高强度和模量,但增幅已逐渐达到极限。

所以去年南山碳纤维进入到风电叶片之后,大幅度的增加了碳纤维的用量,解决了叶片材料的不少课题。

毕竟,碳纤维模量比玻纤高3-8倍、比重约小30%,可同时满足叶片大型化、轻量化的需求。

但是这主要解决的是增强材料,也就是芯材的问题。

整个叶片不可能全部都使用碳纤维,毕竟那样子的成本太高,没有几家企业用得起。

并且芯材使用了碳纤维之后,夹芯材料其实是可以使用比碳纤维更便宜、更轻的材料

这样对整个风电叶片来说是有好处的。

目前在风电叶片中所使用的夹芯材料,主要包括巴沙木、pvc泡沫、pet泡沫等。

南山碳纤维生产的风电叶片,自然也是如此。

不过,这三种材料,目前全部都是依赖进口,这肯定是不符合曹阳100%国产化的要求。

所以不管是南山碳纤维那边,还是南山化学那边,最近一年都在努力寻找合适的国产材料方案。

在大家的印象里,木头往往是庞大又笨重的,并且生长得十分缓慢。

但是,有这样一种植物,它创下过吉尼斯世界纪录,被称为“世界上最轻的木”,也是“世界上生长最快的树”,这种树木就叫做“巴沙木”。

巴沙木是一种生长在美洲热带森林里的轻木,叶片像梧桐,呈心脏形状,五片黄白色的花瓣像芙蓉花,果实裂开像棉花,广泛分布于南美洲的雨林地区,一般生长在树木最高处的地方。

它的生长速度极快,一年内可以生长五六米,因此被称为“世界上生长最快的树”。

除生长速度外,巴沙木还有着一个天生优异于其他树种的优势——重量!

巴沙木每立方厘米只有0.1克重,是同体积水的重量的十分之一,因此被称为“世界上最轻的木”。

巴沙木的材质很轻、生长速度也快,但结构却十分牢固,具有密度小、强度好、易加工、不被蛀、生长速度快等神奇的优点,常适合制作小型船舶、航模、冲浪板、浮标、乐器等产品。

风电叶片自然也是巴沙木的最佳应用市场之一。

不过,这种材料华夏不生产,供应不稳定,并且这几年价格也在上涨。

这么一来,比巴沙木更轻的泡沫材料,就开始代替它了。

“曹总,pvc泡沫,又称闭孔聚氯乙烯泡沫材料,以聚氯乙烯树脂为主要原材料,加入高分子改性剂、发泡剂等辅助材料制成。”

“pvc泡沫是一种闭孔型柔软的泡体,具有良好的冲击吸收性和机械性能,是高性能夹层结构最常用的芯材之一,被广泛应用于风电叶片、船舶游艇、车辆、航空航天、轨道交通等领域。”

“虽然pvc泡沫的工艺温度在-240c~100c,但是长期承受温度在-240c~80c的时候,pvc的变色很有可能出现碳化的现象,严重可导致芯材烧焦,造成叶片报废。”

“在中东那边就出现过这样子的案例,所以行业内目前最先进的是pet泡沫。”

“另外方面,pvc泡沫属于热固性聚合物;pet泡沫属于热塑性聚合物,也就是说pvc泡沫不可以回收利用,而pet可以利用。”

“这种情况很多欧美客户那边都是很在意的。”

“所以我们这一次直接研发的就是pet泡沫,根据现在的测试结果,完全可以满足风电叶片的材料需求。”

赖远鸿现在的心情非常的不错。

南山化学这些年拿得出手的成绩不是很多,他这个负责人的压力也是有点大。

不过材料这个领域,出成绩有的时候跟你的努力还真不一定就直接关系,还需要一点点的运气。

“泡沫材料这种东西,市场上不是很常见的吗?”

“我们直接从市面上购买是不是就可以了?”

曹阳问了一个许多人都认为理所当然的问题。

毕竟泡沫这个东西随处可见,没法让人轻易的感受到它的技术含量。

“泡沫和泡沫之间的差异是非常大的,pet泡沫具有多方面的特殊性。”

“比如高质量的性能、优异的耐高温绝热性能,还有很好的耐化学性和耐油性。“

“除此之外,它良好的孔位结构,有利于加工的工艺性能,都是很关键的。”

“还有一点,pet泡沫表面光滑、高刚性和压缩性能造就了强悍的力学与抗疲劳性能,这一点对于风机叶片极其重要。”

赖远鸿不厌其烦的给曹阳普及了一下pet泡沫材料的不凡。

虽然南山化学是直接从市面上直接购买了普通的pet材,经过了特殊的改性加工之后才有了适合加工成为风电叶片的pet泡沫材。

这个过程看起来比较简单,可就是这么“简单”的一个工艺,国内却是搞不定。

其实不仅pet泡沫如此,还有不少高端的树脂材料都是如此。

别看pp、abs、pet等各种材料,华夏的产量都很高。

但是基于这些材料进一步拓展生产出来的高性能树脂材料,国内就有许多生产不出来了。

“我们现在还需要进口的材料,好像大部分都是特殊的树脂材?”

曹阳倒也不是真的那么小白,听赖远鸿解释了之后,倒也明白来了pet泡沫材料被南山化学搞定之后的意义。

“是的,目前不管是整个华夏还是我们南山集团,涉及需要进口的树脂材,都是有比较特别的性能。”

“比如,聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一,耐高温达400c以上,长期使用温度范围-200~300c,无明显熔点,高绝缘性能,已经应用于各国航天航空领域以及美利坚军用舰船上的基本配置。”

“目前,只有少数国家具备生产聚酰亚胺泡沫材料的能力,由于应用领域的特殊性,技术和产品都不对华夏出口。”

“再比如聚醚醚酮,也就会是pee。”

“它有出色的物理、力学性能,在许多特殊领域可以替代金属、陶瓷等传统材料,在减轻质量、提高性能方面贡献突出,成为当今最热门的高性能工程塑料之一,目前华夏peek树脂与国外还有很大差距,也是需要依赖进口。”

“还有聚酰胺,也就是大家比较耳熟能详的pa材,我们的发动机和车身零部件上都有使用。”

“国内pa整体生产水平低,产量少,国内生产的pa不仅在数量上不能满足生产要求,而且产品的牌号和种类上更是稀少,远远不能满足国内需求,每年需要大量进口,且进口了呈快速增长势头。”

说到自己专业的领域,赖远鸿立马头头是道。

材料学,特别是高分子领域的材料学,那里面的东西绝对是值得一个人研究好几辈子也研究不过来。

各种细分领域的内容,纷繁复杂。

最关键的是在一些比较细分的市场,全球的需求相对有限。

你要是投入大量的人力物力去研究,也许也可以研究出来,但是成本比进口还高很多。

那就很尴尬了,只能被动放弃。

最终就会导致这方案的技术差距越来越大,等到需求上来的时候,你已经跟不上了。

“这么说来,树脂材相关的一些研究,需要加大力度才行啊。”

“那么多种类的材料,需要大量的人手去研究才行吧?”

南山集团现在不缺钱。

只要能够花钱招人搞定的事情,曹阳都是很有兴趣去做的。

南山化学的存在,曹阳之前虽然比较重视,但是这一块不是他擅长的领域,所以参与的相对不是那么多。

顶多就是在涉及芯片相关的材料研究的时候,大家一起探讨一下。

看来今后自己需要加大一下这方面的时间投入了。

“确实如此,现在公司修建了不少的实验室,也采购了不少设备。”

“但是各个领域都需要有突破的话,需要的人手肯定是不会少。”

“特别是新材料的研发都是需要技术人员不断地去做试验,做测试才能确定下来。”

“不过我们公司需要的研发人员,都是搞材料研发的,没有读到博士的,招聘进来也是起不到太大的促进作用。”

“这招材料学的博士,就算是我们舍得花钱,也没有办法一次性招募太多。”

“并且这些人员进入到公司之后,也是需要一段时间才能适应工作。”

“搞基础技术研发工作,想着急也着急不来。”

赖远鸿倒是没有好高骛远。

南山化学现在的规模在集团内不算大,但是研发实力在行业内不算差。

以后每年招募几百名研发人员,这个速度他觉得就可以了。

不过,曹阳却是等不及了。

“一些前沿技术的研发工作,博士学历的人可能比较懂。”

“但是基础的测试工作,研究生就足够了。”

“甚至一部分技术含量低的工作,本科生也是可以完成的。”

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