从帝斯曼树脂在欧洲的创新应用看不饱和聚酯树脂在今后的发展
不饱和聚酯树脂行业在的高速发展始于2000年,12年来树脂产量一直保持着两位数的增长,处于于的地位。
随着总量持续的上升,虽然整体产品结构一直在随着市场需求逐步优化(比如:从手糊工艺逐渐转向机械成型工艺),但是各企业间的产品也发生了同质化。另外还有一些企业因为研发投入不足或根本没有,更是把注意力放在模仿配方等途径上。
在经历了高速发展的不饱和聚酯树脂行业在今后该向何处去?我们除了追求“量”的扩张外,如何突破“质”的束缚?本文作者希望以自己的经历给行业里思考未来发展的有识之士提供一些参考。
帝斯曼复合材料树脂集团在的经营已经超过20年,今年投产的南京新工厂生产能力已经提高一倍,达到了十万吨的规模。究竟是什么能让一个欧洲公司具有这般的信心投资未来?
早在几年甚至十几年前,当众多企业只关注并满意当时的应用领域时,帝斯曼公司已经在规划十年以后的发展方向。今天,当环保压力与日俱增之时(如即将在欧洲全面执行的REACH法案),帝斯曼复合材料树脂集团立即公布了对应策略,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。同时,公司在产品应用方面也重点关注到绿色环保、可持续发展的行业中。以下通过若干案例来看看帝斯曼公司的实践吧。
案例一:在医院的隔壁维修下水道工程
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。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的时候,必须考虑到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采用了帝斯曼的零苯乙烯树脂Atlac®Premium600,结合其Insituform®加衬技术完成了此次维修工程。
因为Atlac®Premium 600树脂根本不含有苯乙烯,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报警、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制空间内使用时,也比较容易办理相关的许可证手续。
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:无钴促进剂
近些年来,在欧洲复合材料行业几次面临由REACH规则引起的变革。其中有一个原料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基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(欧洲化学品管理署)于2011年列入SVHC后,目前辛酸钴正在被评估,以确定是否也需要调整其危险等级。SVHC是英文Substances of Very High Concern的缩写,即高度关注物质,此类物质可能有非常严重的,或在某些情况下对人、对环境造成不可逆的影响。
一个复合材料制品供应商总是有很多问题需要面对:既要比竞争对手更有优势,给客户带来更多的价值,又要不断突破,寻找新的卖点,让终端客户和消费者更加满意。然而,为实现这些目标所需要投入的资源和时间对他们来说有时候不能确定。
如何对原材料进行开发使得公司在可持续发展方面把握正确的方向?这当然和一个公司的愿景和责任直接相关。帝斯曼致力于引领复合材料行业,其中,可持续发展――通过降低或消除产品中的有害物质,关怀员工和客户的健康与安全是业务战略中非常重要的一个部分。因此才有了公司从十多年前就开始研究和开发钴盐的替代产品,用于树脂的固化。到今天,帝斯曼在这个领域已经拥有近20项,BluCureTM产品方案也于2012年在法国JEC正式推出。
商机总是为有准备之人而来,现在要做的虽然还达不到“亡羊补牢”的地步,但一定要做到“有备无患”!
案例三:食品安全,重中之重
当消费者购买食品的时候,他们期待美味、安全以及品质如一。没有人想摄入有害物质,这一点在上任何地方都一样,而当今在尤为突出。“它山之石,可以攻玉”,让我们看看欧盟有关食品包装材料的规则是什么样的。
于2011年5月生效的欧盟法规10/2011就“与食品接触的塑料制品”作出如下规定:
(1)允许使用清单:复合材料制品生产商必须证明生产中所使用的成分是在允许使用清单里列明的。该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年适用于玻璃纤维产品,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):所有应用在与食品接触的制品及其原材料的生产过程都必须符合欧盟关于GMP有关规定。
也就是说,欧盟对整个与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,所以是一个系统的控制。
食品生产商非常重视自己的品牌形象,为此他们不遗余力地避免产品受到可能的污染,否则会由此产生高昂的收回成本和信誉的损失。对他们来说,食品安全至高无上:生产设备周而复始地运转,严格的过程控制确保食品品质稳定。整个生产过程必须符合GMP的标准以防有害物质进入食品。GMP已经是欧盟新的有关生产食品接触材料的立法中一项要素。
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进行销售。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、新款食品级树脂Atlac®5200FC和Christen&Laudon在工程、制造方面的丰富经验。
帝斯曼保证食品级Atlac®5200FC树脂所含的所有成分属于欧盟食品接触法规EU10/2011允许使用清单上的物质,这对帝斯曼的直接客户来说简化了认证程序。
帝斯曼还广泛地参与到各个行业的可持续项目的研发中,为了自己的发展也为实现自己的承诺。以下是一系列的成功项目,完全得益于帝斯曼自身的研发优势和与顶尖合作伙伴的通力协作。
项目一:未来陆上交通的解决之道―太阳能车
本项目是2011年帝斯曼与荷兰代尔夫特大学合作制造太阳能车Nuna6的复合材料车身,笔者有幸参与了这个项目的部分工作。我们的目标是将车身的轻量化推到极致而又不能影响车子能以每小时100公里的速度安全地飞奔,这需要材料选择和气动外形设计完美的结合。
结果难以让人置信:这个长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的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等。这个项目的成功是对帝斯曼复合材料树脂在高性能复合材料领域研发能力的一次完美的展示!
项目二:追求空中运输的高收益―航空集装箱板
这个创新的应用,结合了帝斯曼两个业务部门跨行业的合作。高强度RP10航空集装箱板材采用了帝斯曼的Aeronite®树脂以及the world’s strongest fiberTM―Dyneema®(迪尼玛固)超高分子量聚乙烯纤维开发制成。与传统的标准铝质板材相比,RP10板材的重量仅为铝板的50%,但强度却能达到它的两倍。抗冲击及耐磨损、抗撕裂能力也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。随着燃油价格节节攀升,竞争日益严峻的航空业呼唤具有优越性能、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能够节约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。
项目三:轻质高强的里程碑―复合材料跨线桥
2012年3月2日至4日ProRail(荷兰铁路基建公司)和Heijimans工程公司在荷兰A27高速公路上架设了一座长140米、宽6.2米的跨线桥。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。除了树脂从帝斯曼获得以外,另一项工程中关键的创新技术―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。因为安装快捷且没有对繁忙的高速公路带来影响而获得荷兰建筑和基础设施协会InfraTech创新大奖。
项目四:与自然相融合―含55%生物基原料的树脂
现在,我们大部分使用的还是所谓的“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。
在共同开发方面,需要找到与帝斯曼“志同道合”的合作伙伴。上大的专业皮划艇公司,位于爱沙尼亚的Tahe Marine的用户越来越希望拥有真正的、人与自然环境相融合的绿色环保产品。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,成功地制成了当时上生物基原料含量高的复合材料专业皮划艇。
项目五:复合材料的贡献―低碳足迹门窗型材
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。
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,不仅增大了通透面积、隔绝了热量传递,而且与铝合金窗框相比,复合材料对环境的总体影响下降一半!
通过以上众多的创新案例,我们可以看出不饱和聚酯树脂行业(或者更广泛些,热固性材料行业)业务和技术的发展仍然生机勃勃,但是与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。作为行业的领导者,帝斯曼复合材料树脂集团这在这个道路上稳步前行,实践着帝斯曼公司“缤纷科技、美好生活”的核心价值观。
有关帝斯曼在复合材料树脂行业:
基于其生命科学与材料科学专业公司的独特定位,帝斯曼引领高性能与可持续复合材料解决方案。凭借先进的科学技术以及在交通、建筑、基础设施、工业等领域的市场领导力,通过提高产品性能,改善健康与安全,并降低对环境的影响从而创造价值。帝斯曼相信我们的创新超越了传统材料的局限,将为今天的人们以及后代的美好未来做出贡献。







































