ООО Гуйчжоу Гуангри Технолоджи

Аннотация: В этой статье рассматривается значительная роль ненасыщенной полиэфирной смолы в современном производстве, уделяется внимание ее применению, преимуществам и достоинствам армирования стекловолокном. В ней покупатели найдут полезные сведения о выборе смолы, включая различные методы формования и советы по поддержанию оптимальных характеристик продукции в сложных отраслях. Введение: Растущий спрос на ненасыщенную полиэфирную смолу В современном быстро развивающемся производственном ландшафте спрос на высокоэффективные материалы, такие как ненасыщенная полиэфирная смола (UPR), вырос в различных отраслях промышленности, включая автомобилестроение, строительство и возобновляемые источники энергии. Ненасыщенная полиэфирная смола, особенно если она армирована стекловолокном, является универсальным материалом, обеспечивающим исключительную прочность, долговечность и устойчивость к воздействию факторов окружающей среды. В этой статье предлагается всесторонний обзор характеристик, областей применения и будущих тенденций использования ненасыщенной полиэфирной смолы в современном производстве. 1. Что такое ненасыщенная полиэфирная смола? Ненасыщенная полиэфирная смола - это тип термореактивного полимера, получаемого путем соединения органических кислот со спиртами. Она широко используется в композитах и обладает многочисленными преимуществами, такими как высокая механическая прочность, устойчивость к коррозии и хорошая формуемость. Смола в основном используется в сочетании со стекловолокном и другими армирующими материалами для улучшения механических свойств, что делает ее пригодной для различных ответственных применений. Основные преимущества ненасыщенной полиэфирной смолы: ● Прочность и долговечность: В сочетании со стекловолокном UPR значительно повышает прочность конечного продукта на разрыв. ● Устойчивость к коррозии: UPR обладает высокой устойчивостью к коррозии, что делает его идеальным для применения в морской, химической промышленности и инфраструктуре. ● Персонализация: В смолу можно вводить различные добавки и наполнители, улучшающие такие свойства, как огнестойкость, устойчивость к ультрафиолету и гибкость. 2. Применение ненасыщенной полиэфирной смолы. Ненасыщенная полиэфирная смола широко используется в нескольких отраслях промышленности благодаря своей универсальности и отличным характеристикам в жестких условиях. Некоторые из основных областей применения включают: A. Автомобили и транспорт В автомобильной промышленности армированная стекловолокном ненасыщенная полиэфирная смола используется для создания легких, но прочных компонентов, таких как кузовные панели, бамперы и структурные усилители. Легкость композитов UPR позволяет повысить топливную экономичность без ущерба для безопасности и прочности. Кроме того, эти компоненты обладают высокой ударопрочностью, что делает их пригодными для использования в условиях высоких нагрузок. B. Строительство и инфраструктура Армированный стекловолокном UPR - отличный выбор для строительных и инфраструктурных проектов, таких как мосты, пешеходные дорожки и трубы. Коррозионная стойкость UPR делает его идеальным для использования в средах, подверженных воздействию влаги, химикатов и экстремальных погодных условий. Кроме того, UPR используется для армирования бетонных конструкций, повышая их прочность и срок службы. C. Морская индустрия В судостроении UPR обычно используется для изготовления корпусов, палуб и других компонентов, подверженных воздействию суровых водных условий. Способность UPR противостоять водопоглощению в сочетании с механической прочностью делает его предпочтительным материалом для лодок и других морских конструкций. D. Возобновляемые источники энергии UPR, армированный стекловолокном, играет важную роль в возобновляемой энергетике, особенно в производстве лопастей ветряных турбин. Сочетание прочности и малого веса делает UPR подходящим материалом для больших лопастей турбин, которые должны выдерживать сильные ветры и постоянное движение. 3. Технологии формования смолы: Улучшение характеристик продукта. Эксплуатационные характеристики ненасыщенной полиэфирной смолы могут быть оптимизированы с помощью различных методов формования. Некоторые из наиболее распространенных методов включают: A. Процесс ручной укладки Это ручной процесс, при котором смола наносится на слои стекловолокна для создания композитных конструкций. Он широко используется в отраслях, где требуются компоненты нестандартной формы, например, автомобильные детали, а также в судостроении. Простота процесса делает его экономически эффективным вариантом для мелкосерийного производства. B. Пултрузия При пултрузии непрерывные стекловолоконные ровинги пропитываются смолой, а затем протягиваются через нагретую фильеру, образуя жесткие профили. Этот метод идеально подходит для производства длинных, непрерывных форм, таких как стержни и балки, которые используются в строительстве и транспортной промышленности. C. Намотка нити Филаментная намотка подразумевает наматывание пропитанных смолой нитей стекловолокна на вращающуюся оправку для создания цилиндрических деталей. Она широко используется при производстве сосудов под давлением, резервуаров и труб для различных промышленных применений. Этот процесс позволяет добиться высокой точности и однородности размеров изделий. D. Трансферное литье смолы (RTM) При RTM смола впрыскивается в закрытую форму, содержащую стекловолоконную арматуру. Этот метод обеспечивает лучший контроль над содержанием смолы и позволяет получать более качественные и прочные изделия. Он часто используется в таких областях, как автомобильные детали и структурные компоненты для аэрокосмической промышленности. 4. Выбор подходящей смолы для ваших нужд. Выбор правильной ненасыщенной полиэфирной смолы включает оценку нескольких факторов, в том числе конкретного применения, эксплуатационных требований и условий окружающей среды. Ниже приведены некоторые ключевые соображения: A. Требования к производительности Для высоконагруженных или несущих нагрузку применений выбор смолы с высокой прочностью на растяжение имеет решающее значение. С другой стороны, если компонент будет подвергаться воздействию агрессивных химических веществ, необходима коррозионностойкая смола с улучшенными механическими свойствами. B. Среда применения Учитывайте условия эксплуатации конечного продукта. Для изделий, подверженных воздействию высоких температур, ультрафиолетового излучения или влаги, могут потребоваться специальные составы, такие как огнезащитные смолы или смолы, устойчивые к ультрафиолетовому излучению. C. Время затвердевания и обработки При выборе смолы также следует учитывать время отверждения и требования к обработке. Некоторые смолы отверждаются быстрее, что делает их пригодными для массового производства, в то время как другие предназначены для более медленного отверждения, что позволяет лучше контролировать процесс формовки. 5. Советы по уходу для продления срока службы смол, армированных стекловолокном. Правильный уход за изделиями из ненасыщенной полиэфирной смолы, армированной стекловолокном, может значительно продлить срок их службы. Вот несколько важных советов по уходу: ● Регулярные осмотры: Проверяйте наличие признаков растрескивания, коррозии или деградации, особенно в условиях, когда смола подвергается воздействию агрессивных химических веществ или экстремальных температур. ● Очистка: Используйте неабразивные чистящие средства для удаления грязи и сора. Избегайте агрессивных химических веществ, которые могут разрушить поверхность смолы. ● Защитные покрытия: На изделия, подвергающиеся воздействию ультрафиолетового излучения, наносите защитные покрытия для повышения устойчивости к УФ-излучению и предотвращения выцветания или растрескивания. Заключение: Будущее ненасыщенной полиэфирной смолы в производстве По мере развития промышленности спрос на высокоэффективные материалы, такие как ненасыщенная полиэфирная смола, будет только расти. Благодаря своей универсальности, долговечности и устойчивости к агрессивным средам UPR остается важнейшим материалом в самых разных областях применения - от строительства до возобновляемых источников энергии. Выбрав подходящую смолу и используя передовые технологии формования, производители могут создавать изделия, отвечающие высоким требованиям современных отраслей промышленности, и при этом пользоваться преимуществами долговечных характеристик смол, армированных стекловолокном.

Изготовление, использование и переработка этого прочного и легкого материала Стекловолокно, или «стеклянное волокно», как и Kleenex, Thermos или даже Dumpster, является торговой маркой, которая стала настолько известной, что люди обычно ассоциируют ее только с одним: Kleenex — это салфетка, Dumpster — большой мусорный контейнер, а Fiberglass — это пушистый розовый утеплитель, который используется в чердачных помещениях, верно? На самом деле, это лишь часть правды. Хотя компания Owens Corning действительно зарегистрировала торговую марку для широко известного утеплителя под названием Fiberglass, само стекловолокно имеет универсальную структуру и широкий спектр применений. Как производят стекловолокно Стекловолокно действительно изготавливается из стекла, аналогичного тому, что используется в окнах или стаканах. Для производства стекловолокна стекло нагревают до расплавленного состояния, а затем пропускают через сверхтонкие отверстия. Это создает стеклянные нити, которые чрезвычайно тонки — настолько, что их лучше измерять в микронах. Эти гибкие нити можно использовать в различных целях: их можно сплетать в большие полотна материала или оставлять в менее структурированной форме, которая используется для создания пушистой текстуры, знакомой по утеплителям или звукоизоляции. Конечное применение зависит от длины экструдированных нитей (длинных или коротких) и качества стекловолокна. Для некоторых применений важно, чтобы стеклянные волокна содержали меньше примесей, однако это требует дополнительных этапов в процессе производства. Производство изделий из стекловолокна После того как стекловолокно сплетено, в него могут добавлять различные смолы, чтобы придать продукту дополнительную прочность, а также позволить придавать ему различные формы. Распространенные изделия из стекловолокна включают бассейны и спа-комплексы, двери, доски для серфинга, спортивное оборудование, корпуса лодок и множество внешних деталей автомобилей. Благодаря легкости и прочности, стекловолокно также идеально подходит для более деликатных применений, таких как печатные платы. Стекловолокно может массово производиться в виде матов или листов. Например, для таких изделий, как кровельная черепица, изготавливается большой лист из соединения стекловолокна и смолы, который затем разрезается машиной. Стекловолокно также имеет множество индивидуальных применений, разработанных для конкретных целей. Например, бамперы и крылья автомобилей иногда изготавливаются на заказ — либо для замены поврежденных деталей существующих автомобилей, либо при производстве новых прототипов. Первый шаг в изготовлении индивидуального бампера или крыла из стекловолокна — создание формы желаемой формы из пенопласта или другого материала. Когда форма готова, ее покрывают слоем смолы для стекловолокна. После затвердевания стекловолокно дополнительно укрепляется — либо дополнительными слоями стекловолокна, либо структурными элементами внутри. Углеволокно и стеклопластик в сравнении со стекловолокном Следует отметить, что, хотя стекловолокно похоже на углеволокно и стеклопластик, это не одно и то же. Углеволокно состоит из нитей углерода. Несмотря на исключительную прочность и долговечность, углеволокно нельзя экструдировать в такие длинные нити, как стекловолокно, потому что оно ломается. Это одна из причин, почему стекловолокно, хотя и не такое прочное, дешевле в производстве, чем углеволокно. Стеклопластик — это именно то, что звучит в его названии: пластик со стекловолокном, встроенным для увеличения прочности. Сходство со стекловолокном очевидно, но определяющей характеристикой стекловолокна является то, что стеклянные нити являются основным компонентом. Стеклопластик в основном состоит из пластика, поэтому, хотя он прочнее и долговечнее, чем чистый пластик, он не так надежен, как стекловолокно. Переработка стекловолокна Хотя долгое время не было значительных достижений в переработке изделий из стекловолокна после их производства, сейчас появляются новые технологии переработки и применения переработанного стекловолокна. Одно из самых перспективных направлений — переработка устаревших лопастей ветряных турбин. По словам Эми Ковер, репортера GE Reports, внутреннего новостного сайта General Electric, замена существующих лопастей на более технологически продвинутые может повысить производительность ветряных электростанций на целых 25%, но этот процесс создает неизбежные отходы. «Измельчение одной лопасти дает около 15 000 фунтов отходов стекловолокна, а процесс создает опасную пыль. Учитывая их огромную длину, отправка целых лопастей на свалку невозможна», — отметила она.

По данным глобальной организации JEC, занимающейся производством композитов, как показано на рисунке 1, в 2022 году мировое производство композитов составит около 12,7 млн тонн, из них композитов из стекловолокна - около 4 млн тонн, темпы роста производства в 2018-2022 годах составят около 3%, Азия - самый быстрорастущий регион с точки зрения производства, на Азию приходится почти 50% мирового производства композитов. Среди них на китайский рынок пришлось около 28% мирового производства, но стоимость продукции составила около 22%. Рисунок 1. Объем мирового производства композитных материалов и доля стекловолоконных композитов в 2020–2022 гг. Согласно расчетам Китайской ассоциации производителей стекловолокна, в период с 2013 по 2021 год мировой объем производства стекловолокна демонстрировал устойчивую тенденцию к росту. На фоне расширения производственных мощностей многочисленных предприятий, в 2021 году глобальный выпуск стекловолокна составил около 9,5 млн тонн, что на 11,76% больше, чем в предыдущем году. По предварительным оценкам, в 2022 году мировое производство стекловолокна превысило 10 млн тонн, как показано на рисунке 2. Рисунок 2 Динамика мирового производства стекловолокна в 2013-2022 гг. (в млн тонн) 2013-2022 мировой спрос на стекловолокно непрерывно растет, с быстрым ростом масштабов глобального строительства, новой энергетики, электроприборов и других отраслей промышленности, спрос на стекловолокно также растет, мировой спрос на стекловолокно в 2022 году составит около 12 миллионов тонн, см. рисунок 3, глобальное стекловолокно в основном находится в состоянии переизбытка предложения. Рисунок 3 Мировой спрос на стекловолокно, 2013-2022 (в млн тонн) Китайские стекловолоконные композиты в последние годы стремительно развиваются, производство растет год от года, Китай Jushi и другие предприятия в строительстве производственных мощностей также прогрессирует постепенно, в 2023 году ожидается часть выпуска мощностей, производство стекловолокна будет поддерживать относительно быстрый рост, как видно из рисунка 4, к 2028 году производство стекловолокна в Китае может составить более 10 миллионов тонн. Рисунок 4 Прогноз производства стекловолокна в Китае на 2023-2028 гг. (в штуках: 10 000 тонн) Стекловолоконные композиты в основном делятся на два типа: термореактивные композиты (FRP) и термопластичные композиты (FRT). Термореактивные композиты в основном основаны на термореактивных смолах, таких как ненасыщенные полиэфирные смолы, эпоксидные смолы, фенольные смолы и т.д., а термопластичные композиты основаны на полипропиленовых смолах (PP) и полиамиде (PA). Термопластичность означает, что после обработки, полимеризации и охлаждения, при повторном нагревании он все еще может достичь текучести и может быть снова обработан и сформован. С 2013 по 2021 год темпы роста производства термопластов в Китае составят около 9%, что выше, чем у термореактивных материалов на 7,45 процентных пункта. Инвестиционный порог для производства термопластичных композитов высок, но более высокая степень автоматизации производственного процесса и возможность вторичной переработки продукции могут постепенно вытеснить термореактивные композиты. Производство термопластов увеличилось с 1,37 млн тонн до 2,74 млн тонн, а термореактивных материалов - с 2,73 млн тонн до 3,1 млн тонн, и тенденция роста термопластичных композитов очевидна. Рисунок 5 Тенденция роста производства термопластичных композитов, 2013-2021 гг. На следующей диаграмме показано производство стекловолокна в Китае и его доля в 2012-2021 годах, видно, что мировое и китайское производство стекловолокна находится на подъеме, внутреннее производство от общего мирового производства также растет год от года, к 2020 году внутреннее производство от мирового составит около 70%. Общее мировое производство стекловолокна увеличилось с 5.3 млн тонн до 8.2 млн тонн, в то же время общее внутреннее производство стекловолокна увеличилось с 2.88 млн тонн до 5.41 млн тонн. В 2021 году внутреннее производство стекловолокна составит 6.24 млн тонн, рост за год составит 15.2%. Рисунок 6 Производство и доля стекловолокна в Китае, 2012-2021 гг. Стекловолоконные композиты широко используются в различных областях благодаря своему малому весу, высокой прочности и хорошим изоляционным свойствам. Ниже представлены области их применения и сфера применения. (1) Транспорт В связи с постоянным расширением масштабов городов, проблемы городского и междугороднего движения требуют срочного решения, и строительство транспортной сети, основанной в основном на метро и междугородних железных дорогах, не может быть отложено, и стекловолоконные композиты все чаще используются в железнодорожном транспорте высокоскоростных поездов, метро и так далее. Они также широко используются в автомобилестроении, например, в производстве кузова, дверей, капота, деталей интерьера, электронных и электрических компонентов и других деталей, которые могут снизить вес автомобиля, улучшить топливную экономичность, а также обладают хорошей ударопрочностью и безопасностью. С непрерывным развитием технологии производства материалов, армированных стекловолокном, перспективы применения стекловолоконных композитов для облегчения веса автомобилей также становятся все более широкими. Данные показывают, что в 2013 году, во главе с Германией, европейских стран, один автомобиль с композитами из стекловолокна достигла 300-365 кг, что составляет 22,5% от веса автомобиля, США один автомобиль дозировка также достигла 200-249 кг, что составляет около 16,5% от веса автомобиля, в то время как Китай один автомобиль дозировка только 90-110 кг, что составляет всего 8% от веса автомобиля, гораздо ниже, чем средний уровень развитых стран, поэтому внутренняя потребность в Поэтому внутренняя потребность в стекловолоконных композитах имеет широкие перспективы. Рисунок 7 Количество стекловолоконных композитов, используемых в автомобилях, в разбивке по странам, 2013 г. (2) Аэрокосмическая промышленность Благодаря высокой прочности и легкости они широко используются в аэрокосмической отрасли. В качестве примера можно привести детали фюзеляжей самолетов, аэродинамические крылья, хвостовые части, полы, сиденья, радиорубки, шлемы и т.д. для улучшения характеристик самолета и повышения топливной эффективности. Первоначальная разработка самолета Boeing 777 только 10% материала фюзеляжа с использованием композитных материалов, сегодня, передовые Boeing 787 самолет фюзеляж около половины использования композитных материалов, чтобы определить, является ли самолет важным показателем передовых композитных материалов в самолете на сколько приложений, стекловолокна композитов в то же время с волной-прозрачный, огнезащитный и другие специальные функции, поэтому развитие области аэрокосмической по-прежнему много Таким образом, существует еще большой потенциал для развития в аэрокосмической области. (3) Строительство В строительстве из него изготавливают такие конструктивные элементы, как стеновые панели, крыши и оконные рамы, а также применяют для укрепления и ремонта бетонных конструкций, улучшения сейсмических характеристик зданий, использования в ванных комнатах, бассейнах и т.д. Кроме того, благодаря своим отличным технологическим свойствам стекловолоконные композиты являются идеальным материалом для моделирования в свободной форме и могут использоваться в эстетической архитектуре. Например, здание Bank of America Plaza в Атланте увенчано поразительным золотым шпилем - уникальной конструкцией из стекловолокнистых композитов. (4) Химическая промышленность Благодаря отличной коррозионной стойкости, она широко используется при производстве резервуаров, трубопроводов, клапанов и другого оборудования для повышения срока службы и безопасности оборудования. (5) Потребительские товары и торговые объекты Промышленные редукторы, промышленные и гражданские баллоны воздушного давления, корпуса для ноутбуков и мобильных телефонов, детали для бытовой техники. (6) Инфраструктура Мосты, тоннели, железные дороги, порты, автомагистрали и другие объекты, являющиеся инфраструктурой, необходимой для экономического роста страны, сталкиваются со структурными проблемами во всем мире из-за многофункциональности, коррозионной стойкости и высоких нагрузок, и армированные стекловолокном термопластичные композиты играют огромную роль в строительстве, реконструкции, усилении и ремонте инфраструктуры. (7) Электрические и электронные приборы Благодаря хорошей электроизоляции и коррозионной стойкости, он в основном используется для изготовления электрических корпусов, электрических оригиналов и электрических компонентов, линий электропередач, включая композитные кабельные опоры, опоры для кабельных траншей и так далее. (8) Спорт и досуг Благодаря малому весу, высокой прочности и большой свободе дизайна, фотоэлектрические материалы нашли применение в спортивном оборудовании, таком как лыжи, теннисные ракетки, ракетки для бадминтона, велосипеды и моторные лодки. (9) Ветроэнергетика Энергия ветра является одним из видов устойчивой энергии, ее главной характеристикой является возобновляемость, отсутствие загрязнения окружающей среды, большие запасы, широкое распространение, лопасть ветрогенератора является наиболее важной частью ветрогенератора, поэтому требования к лопасти ветрогенератора выше, она должна отвечать требованиям высокой прочности, коррозионной стойкости, малого веса и длительного срока службы, благодаря стекловолоконным композитам можно удовлетворить вышеуказанные требования производительности, поэтому она была широко использована для производства лопастей ветрогенератора по всему миру, в В области электроэнергетической инфраструктуры композиты из стекловолокна в основном используются для изготовления композитных столбов, композитных изоляторов и так далее. (10) Фотоэлектрическая рамка На фоне стратегии развития "двойного углерода", зеленая энергетика стала горячей точкой и фокусом национального экономического развития, включая фотоэлектрическую промышленность. В последнее время стекловолоконные композиты используются в фотоэлектрических рамах, есть существенный прогресс, если фотоэлектрическая рама поле может частично заменить алюминиевый профиль, стекловолокно промышленности является большой сделкой. Морская фотоэлектрическая электростанция требует фотоэлектрических модулей материалы с сильными характеристиками коррозионной стойкости соляного тумана, алюминий является активным металлом, устойчивость к коррозии соляного тумана способность очень плохая, и композитные материалы без гальванической связи коррозионных, в морской фотоэлектрической электростанции является лучшим техническим решением. 2021 глобальный рынок солнечной энергии размером около 185GW, что соответствует рамке рынок около 23 млрд, из которых Китай составил 80%, около 20 млрд; 2022 В 2022 году, в связи с российско-украинской войной и ростом внутреннего спроса, взрывом компонентов, ожидается рост производственных мощностей фотоэлектрических модулей примерно на 30%, рынок каркасов составит около 30 млрд; в 2023 году рост производственных мощностей составит около 20%, ожидается, что рынок каркасов достигнет 36 млрд; в соответствии с ежегодными темпами роста в 20%, ожидается, что рынок каркасов в 2028 году может достичь сотен миллиардов, как показано на рисунке 7. Если использовать все ободки из полиуретана, армированного стекловолокном, потребуется 4 млн тонн/год стекловолокна и 1 млн тонн/год полиуретана. Рисунок 8 Мощность фотоэлектрических модулей 2021-2028 гг.