经典玻璃钢复合材料产品在欧洲的开发应用

案例一:医院维修下水道FRP管道工程。
    荷兰鹿特丹伊拉斯谟(Erasmus)医疗中心位于市中心,是荷兰大的医疗学院之一。而其停车场地下一段下水管道出现破损,亟待维修。在医院附近进行工程施工,必须要考虑不能给医院的正常运作造成太大的麻烦:难闻的气味、交通阻碍、粉尘、噪音都是令人担心的问题。欧洲著名的管道加衬修复公司Insituform采用了无苯乙烯树脂结合其Insituform®无开挖加衬技术完成了此次维修工程。因于DSM树脂不含有苯乙烯,所以操作过程中医院的病人、医护人员以及附近的居民不会被苯乙烯的刺激性气味所干扰,不会出现过去由于强烈的气味引发的警报、疏散医护人员和病人的情况。另外,这种特种树脂属于安全化学品,因此在建筑物内部或者受限空间内使用办理相关许可证手续也容易得多。帝斯曼零苯乙烯树脂的开发和应用,直接地达到无挥发、安全化学品的水平,是不饱和聚酯向绿色环保所迈出的坚实一步。
案例二:食品级FRP容器。
    欧盟10/2011规则就与食物接触的塑料制品作出规定:1、允许使用清单:清单规定了哪些成分可以用来制造与食品相接触的产品。该规则也将于2016年适用于FRP产品,在此之前,复合材料制品生产商必须获得食品许可证或者对玻璃纤维进行风险评估。2、迁移性测试:复合材料制品生产商必须在有资质的实验机构进行迁移性测试。3、GMP(Good Manufacturing Practice):所有应用在食品行业与食品相接触的生产原料和制品都必须在符合欧盟关于GMP有关规定的条件下生产加工。欧盟对整个食物接触制品的控制是从单个原材料开始的,涵盖了制造过程以及成品的监测认证,是一个系统的控制。帝斯曼与德国的Christen & Laudon共同合作,开发了一系列用于存放食品的复合材料储罐并通过Christen & Laudon销售给食品生产商。该项创新结合了帝斯曼在食品立法和GMP规则方面的专业知识,并实践了Christen & Laudon工程制造方面的丰富经验,投入到终产品的生产之中。
案例三:碳纤增强复合材料太阳能车。
    2011年,帝斯曼与荷兰代尔夫特大学合作制作太阳能车,我有幸参与了这个项目的部分工作,目标是将车身的轻量化推到极致而又不能影响车辆能以每小时100公里的速度安全的飞奔,这就需要材料选择和拨动外形设计完美的结合,实现太阳能车进行了材料和设计的高度组合。该车长4.44米、宽1.75米、高0.94米的车身重量只有35公斤,帝斯曼在荷兰Zwolle研发中心为该项目提供了大量、先进的技术支持,包括高性能Turane树脂碳纤维夹心结构设计、超薄复合材料成型工艺等。
案例四:高性能纤维增强复合材料航空集装箱板。
    高强度RP10航空集装箱板材采用了帝斯曼的树脂以及the world’s strongest fiber™-Dyneema®(迪尼玛®)纤维开发制成。与传统的标准铝质板材相比,RP10板材的重量仅为铝板的50%,但强度却达到它的两倍;抗冲击及耐磨损、抗撕裂能力比铝质板材高出两倍,因此,可以降低约50%的维护和维修成本。随着油价节节高升,航空业的竞争日益严峻,呼唤具有优越性能,安全环保的新型轻质材料。以一个中等规模空运机队为例,采用RP10板材制成的航空集装箱将能够节约近33万升燃料,减少2.8万吨二氧化碳的排放,这相当于每年减少8500辆汽车的排放。目前,采用RP10板材制成的航空集装箱已经在汉莎、法航、荷航等多家航空公司投入使用。
案例五:FRP与钢结构复合材料长桥。
    2012年3月的2-4日ProRail和Heijmans在荷兰A27公路上架设了一座长140米、宽6.2米的天桥。这是目前上长的负荷60吨等级的“轻量化桥”,此桥采用了复合材料和钢的混合结构。复合材料的桥面由帝斯曼的客户Fibercore Europe制造。另一项工程中关键的创新技术是复合材料与钢结构的粘结,由帝斯曼树脂在荷兰Zwolle的研发中心提供。
案例六:FRP复合材料拉挤窗框。
    这个产品是由帝斯曼和丹麦Fiberline公司共同开发的超薄拉挤复合材料窗框,它不仅增大了通透面积、隔绝了热量传递,而且更明显的是与铝合金窗框相比,对环境的总体影响下降一半。
案例七:FRP复合材料皮划艇。
    位于爱沙尼亚的Tahe Marine的用户越来越拥有真正的、人与自然环境相整合的绿色环保产品。所以,双方在共同的可持续发展理念下,发挥各自在化学结构、材料结构的优势,成功地制成了当今上生物基原料含量高的复合材料专业皮划艇。爱沙尼亚也为上大的皮划艇制造和休闲基地。
    通过这些新案例,我们可以看出不饱和聚酯树脂行业业务和技术的发展仍然生机勃勃,但是发展方向却是与10年前快速发展时注重产量、提高品质的主题不同,现在的方向明显地要符合经济以及其他行业的共同目标,那就是:绿色、环保和高性能。作为帝斯曼复合材料树脂集团这在这个道路上稳步前行,并在数个观念上和具体业务执行上在先行一步。即零苯乙烯树脂、非钴预促进系统、GMP认证和可再生原料四大环保产品方向。
    近些年来,在欧洲复合材料行业几次面临由REACH规则发起的变革。其中有一项目前逐渐引起各方的关注,即钴盐对人体健康存在的潜在威胁。今天,用以固化不饱和聚酯树脂和乙烯其树脂的促进剂体系绝大多数都以辛酸钴为基础,继氯化钴、乙酸钴被ECHA于2011年列入SVHC(高关化学物)后,目前正在对该物质进行评估,以确定是否也需要调整其危险等级。
    现在,我们大部分的原材料还是所谓的“化石”和“化石”衍生的原材料。采用可再生原材料,可以大大降低对地球资源的耗费和依赖。当然,这种原料的替换不是一蹴而就,这个过程需要基础研发的参与,才能保证终产品的性能与现在的传统产品相当或更佳。
    产品的生命周期评估(Life Cycle Assessment)对于大多数的企业而言还是比较陌生的概念。但是作为注重可持续发展的公司,这些概念已经被实体化。产品的生命周期评估是分析评估一项产品从生产、使用到废弃或回收再利用等不同阶段所造成的环境冲击。采用这种理念才能从根本上比较材料的可持续发展特性。