碳纤维论文5000字

从力学性能讲环氧的最好，而且日本的碳纤维上江剂也是基本满足环氧类的，但是在中国国内，上将剂的水平还是相对比较低的，一来国内碳纤维行业是个技术密集型产业，而且国产碳纤维也没有产业化，二来科研力度和资金的相对薄弱。说实话，乙烯基绝不是最佳的选择，界面的性能没有环氧的好，但是鉴于国内碳纤维的民用化以及低端化，对力学性能等不适要求很高，同时考虑到成型工艺常用手糊和导入，而很少用成本高的预浸料模压或者热压罐成型，比如汽车的引擎盖，尾翼之类，所以才使用乙烯基的树脂。 你需要进行浇注体，碳纤维复合材料力学性能测试，以及SEM电子显微镜查看界面。

摘要：本文对碳纤维管材的性能、加工方法和应用进行了全面的介绍，说明碳纤维管材在民用和军用领域的重要意义，有助于相关行业对本类产品做进一步的了解，推进碳纤维管材在更大范围内得到应用。关键词：碳纤维管材 制作方法 应用1.概述碳纤维管又称碳素纤维管，也称碳管、碳纤管，这种材料是用碳纤维复合材料预浸入苯乙稀基聚脂树脂经加热固化拉挤缠绕做成的，碳纤维具有高强度、低密度、寿命长等特性，简单的说，比铝轻，比钢硬，是良好的民用、军用材料。近年来，我国在碳纤维方面的研究和利用也在突飞猛进地发展，碳纤维管作为应用最早、最广泛的碳纤维制品已被许多行业所接受，这些行业在积极主动使用碳纤维管作为原有金属制品的替代品，以期获得产品质量的提升。本文就针对碳纤维管的优势、加工方法及应用做一个综合性的论述。2.碳纤维管材的优点重量轻、强度高。碳纤维管材密度小、重量轻，其比重仅是钢材的四分之一，但是其抗拉强度很高，可达到3000MPa以上，是钢材的6-12倍，是塑料制品的几十倍。碳纤维管材轻质高强的特性，使其在运输和施工安装都具有显著的优势。耐腐蚀、抗老化，使用寿命长。碳纤维材料能耐酸、碱、盐、部分有机溶剂及其它腐蚀性侵蚀，在防腐蚀领域有其它金属无法比拟的优越性，除此之外，其还有较好的耐水性和抗老化性，因此无论在腐蚀性的环境、恶劣的气候还是潮湿的环境中，碳纤维管材的使用寿命都可达到25年以上。表面光滑美观，可设计性强。碳纤维管材是采用碳纤维复合材料预浸入苯乙稀基聚脂树脂经加热固化拉挤（缠挠）而成。在制作过程中，可以通过不同的模具生产出各种型材，如：不同规格的碳纤维圆管，不同规格的方管，不同规格的片材，以及其它不规则异型材，具有一定的设计性。经过打磨喷漆，其表面显得光滑美观，在制作过程中也可以包3K进行表面包装美化。3.碳纤维管材的规格碳纤维管材的型号规格多样，按成型工艺不同可以分为拉挤管和缠绕管；按纹路不同可以分为平纹、斜纹和纯黑；按表面处理不同可分为亮光、哑光；按形状不同可以分方管、圆管和异形管，其中异型管包括椭圆管、工字管、半圆型管等。一般的碳纤维管材的直径有10mm-800mm，长度最长可达10m。拉挤空心管1-25mm，壁厚，拉挤实心管（棒）直径，编制空心管直径，壁厚。4.碳纤维管材的制作方法内芯模具的制作。内芯模具要根据客户对管材规格的要求进行制作，因为纤维缠绕时受到压紧力，要求其集合形状基本保持不变，因而在芯模原材料的选择上，最好选择具有良好刚性的金属材料，如钢和硬铝，钢的密度比硬铝大，其硬度也比硬铝大，但钢的热膨胀系数不及硬铝。而高性能碳管制品是在高温下进行固化的，如果采用硬铝芯模，可通过硬铝热膨胀产生的固化内压，提高碳管的密度和力学性能。所以在高性能碳管的缠绕工艺中，芯模宜选用金属材料，而硬铝则是首选材料。芯模的封头设计尽量使用扁椭球式，这种形状可以保持筒身部分缠绕均匀，无堆积现象，防止出现“滑移“和“架空“现象。芯模的筒身部分可以制成等直径，但是如果制品长度很长，同时考虑到机床的加工精度以及脱模等条件的限制，等直径的筒身部分在应用中也许会存在困难，但是如果采取带锥度的芯模就可以解决这个问题，实验证明，1:1500-3500的锥度加工芯模筒身比较适宜。对较长的制品，制作芯模时可考虑分段对接芯模，以确保制品尺寸稳定。通常在缠绕之前要在芯膜表面涂刷脱模剂，以便于之后的脱模，但是对于高性能碳管，有机类脱模剂在固化过程中易渗入树脂中，造成制品缺陷，影响制品性能。如果在芯模表面涂覆一层含氟的脱模剂，就可以消除这种缺陷。根据规格要求，设计纤维层叠方式。首先确定要做的板材厚度，按照厚度算出需要的层数，然后按照0°、45°、90°、-45°的顺序叠层，然后模压成型。将纤维层卷到内芯模具， opp卷制包裹。碳纤维管的加工成型方法主要涉及以下三种：缠绕成型法，将碳纤维单丝缠绕在碳纤维轴上，特别适用于制作圆柱体和空心器皿；挤拉成型法，先将碳纤维完全浸润，通过挤拉除去树脂和空气，然后在炉子里固化成型，这种方法简单，适用于制备棒状、管状零件等；真空袋热压法，在模具上叠层，并覆上耐热薄膜，利用柔软的口袋向叠层施加压力，并在热压罐中固化。在碳纤维管的实际加工过程中，最基本的加工成型方法是缠绕法，这种方法易于实现机械化、自动化，比起其他方法，具有劳动条件好、劳动强度低、产品质量稳定、生产成本低等特点，所以应用十分广泛。具体方式又称为湿法缠绕，即将浸胶后的碳纤维集束，在一定张力控制下直接缠绕在芯膜上的工艺方法。其原理是采用卷管机上的热辊使预浸料软化，熔化预浸料上面的树脂胶粘剂。在一定张力下，在辊的旋转操作过程中，利用辊和心轴之间的摩擦，将预浸料连续卷到管芯上，直至所要求的厚度，然后通过冷辊冷却定型。根据成型工艺中预浸料的上料方法，可分为手动上料法和连续机械方法。缠绕线型的方法是保证碳纤维缠绕产品质量的重要前提，管道的使用情况不同，缠绕线型也不同，具体线型有环向缠绕、纵向平面缠绕和螺旋缠绕三种。缠绕成型法的基本操作过程是：首先，清理辊筒，然后热辊加热到设定温度，调整预浸料张力。在辊筒上不施加压力，将引布先在涂有脱模剂的管芯上包绕一圈，然后放下压辊，将引头布在热辊，同时将预浸料拉出来，贴在加热部分头布，与引头布相搭接。引头布的长度约为800-1200mm，视管径而定，引头布与胶布的搭接长度，一般为150-250mm。在卷制厚壁管时，在正常运行时，将芯模的旋转速度适当加快，靠近壁厚度设计放慢速度，以达到设计厚度，切断胶布。然后在保持压辊压力的情况下，继续使芯模旋转1-2圈。最后提升压辊，测量管坯外径，合格后，从卷管机上取出，送入固化炉中固化成型。烘烤硬化，去OPP，脱芯。将定型好的卷料从卷绕机取出，在固化炉中固化。管材固化后，去除芯模型，即可以得到复合材料缠绕管材，这个过程也叫固化脱模。在脱模过程中，车加工或钳工去除封头，再脱下制品，这有可能损及芯模表面，影响芯模的反复使用，可以利用耐高温胶粘剂补平或者焊接再磨削到位。 两端切去不光滑平整的部分，经过多道工序进行打磨、抛光。初步完成的碳纤维管还需要进一步加工，首先根据成品的规格，将半成品的两端多余部分去除，形成统一整齐的切面，然后经过专业打磨机和人工手工打磨、抛光，才能形成光滑而有光泽的表面。5.碳纤维管的连接方法：碳纤维管的连接方式有以下几种：最常用的是用环氧树脂来连接，连接成功后如果管子里面一般会有残留的树脂，可以用丙酮清洗干净。其次，利用碳纤维管自身的结构来连接也比较常见。用碳钛复合接头在碳纤维管成型的过程中进行复合连接，不过，在连接的时候必须要考虑好受力的方式和连接件的结构。另外，还可以用钻孔连接，只不过碳纤维管的强度大，硬度高，钻孔很不容易，不小心就会导致管子裂开，所以对操作水平有较高的要求。碳纤维管也可以用粘胶的方式连接，相对比较简单，要是使用机械方式就很困难，因为碳纤维产品本身的强度和硬度，很难找到比它性能好的加工工具，即便有也非常昂贵，而且磨损比较快。6.碳纤维管的应用碳纤维管材的应用范围非常广泛，其轻而强的力学特性和耐疲劳性，使其适用于航空、航天、建筑、机械设备、军工、体育休闲等结构材料；其耐腐蚀、耐热、垂直度好（±）、机械强度高的特性，使产品适用于线路板印刷设备的传动轴及医疗器械等；其强度高、抗老化，防紫外线、机械性能好的特性，适用于帐蓬、建筑建材、蚊帐、球袋、箱包、窗帘、广告展架、雨伞、风帆、健身器材、箭杆、球杆、高尔夫练习网、旗杆开关插销、水上运动器具等。碳纤维套管的保护线材、阻燃、增加线材强度等特性，近年来也颇受智能化领域的青睐。7.碳纤维管的选择用于碳纤维管生产方面的碳纤维含量多少，直接决定其力学性能表现和价值。在选择碳纤维管的时候，除了要关注碳纤维管中的碳纤维含量，也要重视用于生产碳纤维管的复合材料成分，不同的添加成分对产品的性能有不同的影响。但是最关键的一点，因为碳纤维复合材料属于高新材料，整个行业特别是民用这一领域起步比国外要落后二三十年，国内无论是碳纤维生产商还是加工制造厂家都数量有限，随着这个行业的兴起，很多小作坊式的加工商也跻身行列，造成了技术水平层次不齐，产品质量缺乏保证等问题。因而，在碳纤维管材的选择和订制方面，本文综合行业调查数据，罗列出该类型产品有一定影响力和品牌信誉的生产厂家，以供咨鉴。无锡威盛新材料科技有限公司（简称：威盛新材），是一家研发、制造碳纤维零部件的专业制造商，该公司拥有4000多平方的生产车间，配备大型热压机、热压罐、液压成型台、CNC高速铣床等多种设备，采用台湾及日本等国际一流品牌原材料，产品通过美国UL、SGS以及ISO9001:2008等相关认证，产品常年出口欧美等国家。略略8.碳纤维管的使用注意事项碳纤维管虽然具有质轻、坚实、抗拉、强度高等突出优势，但是在具体应用中也有一定的局限性，首先其制作依靠模具成型，难于更改尺寸，因而无法适应多尺寸多款式的订单，现在的加工厂家还是依靠大批量订做式订单。在使用中，很多消费者发现碳纤维产品放置在阳光下会逐渐变白，因此碳纤维管材最好不要放置在阳光下，尽量贮藏在避光处。除此之外，因为碳纤维管具有一定的导电性能，因此使用时必须特别注意防电，禁止使用在需要绝缘的设备上。9.结语碳纤维管材凭借其优良的性能在多个行业拥有广泛的应用前景，但是这种优良性能依靠的是有可靠保证的的原材料以及精湛的加工工艺，不是所有贴上“碳纤维”三个字的产品都能带来所期望的质量。所有正在或者准备使用碳纤维管材的厂家都需要具备相关的基础知识，才能对碳纤维管材进行有效甄别，为自身的产品带来质的飞跃。参考文献【1】《高性能碳纤维管缠绕芯模设计应用的几点体会》，王建华、居建国、甄华生，《全国复合材料学术会议》，1998年。【2】《碳纤维复合材料数控加工研究》，龚清洪、林勇、夏雪梅、楚王伟，《机械设计与制造》，。【3】《碳纤维复合材料的孔加工》，张万军、刘永奇、钱秀松，《纤维复合材料》，（版权所有，未经许可，禁止转载）

从全球金融危机到今天，我们面临了一个新的经济形势。“人类要生存、地球要降温”，“低碳经济”将改变我们的生产和生活方式。从六十年代起，玻璃钢复合材料作为一个轻质高强材料参与了国民经济各个领域的材料变革和创新；五十多年过去了，事实告诉我们，我们这个材料极具强大的生命力，UPR 树脂基复合材料产量已达到年产量400 多万吨，其中玻璃钢材料为190 多万吨，树脂浇铸石材及涂料280 多万吨。可以看到，复合材料战线上的广大员工、科技人员、老总付出了艰苦辛勤的劳动，作出了丰功伟绩，换来了玻璃钢复合材料产业璀灿的全面发展时期。今天，我们又处在能源结构的重大变革时期，要使我们的材料和产品适应全球“低碳经济”的形势，开发新一代的材料和产品将是我们的努力方向。这次，我和大家共同交流的题材是“面临全球低碳经济、加快材料和制品的技术创新、推进玻璃钢复合材料产业的全面提升”。以此抛砖引玉，形成共识。我向大家汇报的内容为三个部分：一、我国UPR 产业十年回顾和2009 年UPR 发展现状二、低碳经济和玻璃钢新兴市场三、我国风电市场和兆瓦级玻璃钢叶片一、我国UPR 产业十年回顾和2009 年UPR 发展现状2009 年我国UPR 行业经历了不平凡的一年，据中国UPR 行业协会初步统计，总产量达到153 万吨，比上年增长了。其中环氧乙烯基酯树脂达到 万吨，增长11%。全国四大民营企业亚邦、天和、福田、华迅等总量达到44 万吨，比上年增长11%，外资企业DSM、亚什兰、长兴、上纬、华日、昭和等总量达到12 万吨，比上年增长9%。江苏达到63 万吨，比上年增长5%。国内UPR 在其形成终端复合材料产业的主要流向为三大市场：UPR 基玻璃钢（FRP）市场，占了树脂总用量的55%，UPR 基人造石、工艺品、钮扣等市场，占了树脂总用量35%；UPR 基功能涂料，占了树脂总用量的10%。表二从应用区域分析，玻璃钢市场集中在江苏、上海、山东、广东、浙江、河北、天津、河南。人造石、工艺品、钮扣市场集中在浙江、广东、福建、山东、上海、江苏、四川。功能涂料市场集中在广东、上海、江苏、浙江、山东、河北。2008 年下半年全球金融危机的影响，曾一度出现的树脂滞销，到十月份后很快恢复增长。国家四万亿投资和十大产业调整振兴规划，对抵御金融危机影响，优化产业结构，持续增长发展的意义重大。钢铁、汽车、船舶、石化、纺织、轻工、有色金属、装备制造、电子信息、物流十大行业与玻璃钢产业关联密切。这十大产业依附着我国城市工业化、城乡一体化大规模经济建设的契机。这个契机又是以传统能源节能减排、新能源开发的低碳经济为目标展开的。玻璃钢复合材料以其自身创新为自己赢得了机遇和增长点。从国际市场看，2008 年全球金融危机使欧美经济陷入了困境，居高不下的原油一下跌到50 美元一桶，化工原材料出现了阶段性的市场过剩，价格走低；从国内看，玻璃纤维阶段性、结构性、区域性的失控发展，产量突破了年产200 多万吨，一半左右出口海外。金融危机袭来，出口受阻，玻璃纤维大量“倒向”国内，互相压价。化工原材料和纤维的大幅度跌价，使玻璃钢复合材料产业得到多少年以来从未有过的利好时机，为其低成本扩张提供了条件，从而也带动了树脂的增长。 2009 年，UPR 行业呈现了五大流向和热点：持续增长的玻璃钢复合材料行业的普及和提高，齐头并进，一方面拉动了低成本、通用型树脂的扩展，另一方面，新兴FRP 市场开发，推动了高性能、个性化的树脂增长。反映在邻苯型缠绕树脂、抽真空树脂、SMC/BMC 树脂、拉挤树脂、涤纶和对苯改性树脂的全面铺开。此外，高性能玻璃钢复合材料产品风机叶片、电器开关、压力管道、电力原器件、脱硫、高速列车内外装饰结构件、豪华游艇、工作艇、运动艇等的市场需求，又使间苯型、环氧乙烯基酯型抽真空树脂、SMC/BMC 树脂等快速增长，呈现了树脂市场的“两头热”。以天马、天津合材、费隆、华昌为代表的国企改制企业，以亚邦、天和为代表的国内大型民营企业，以华科为代表的国内科技人员组合企业，以DSM、华日、长兴、亚什兰、昭和、上纬为代表的外资企业，在国内UPR 大舞台上各领风骚，引领市场。 第二个流向和热点是浇铸型树脂发展迅猛。前几年，浇铸型树脂工艺品在面临海外市场疲软的情况下，急转国内建筑装饰装修市场，大批量进入楼堂馆所和高档商场，取得非常明显效果。浇铸型人造石的技术提升，已从面广量大的橱台面板走向机械化成型的人造大理石和人造石英石面板，大量应用于墙面饰材和地面材料。 福建、广东、山东等地的石材企业已开始从矿山开采转向用合成石制造。全国人造石材用树脂，09 年产量均超过前两年。传统浇铸产品聚酯纽扣、原子灰树脂、矿用铆固树脂等继续保持较好的增长势头。 第三个流向和热点是江苏、上海和天津，已成为国内近几年UPR 发展十分活跃的地区，并以技术创新和新产品开发引领国内UPR 及其复合材料市场的潮流，推进国内UPR 复合材料市场的普及和提高。2009 年该地区UPR 产量占到全国总量的一半以上，其中环氧乙烯基酯树脂95%的产量集中在上海和江苏。这个地区也是中外UPR 企业密集产区，既有早先进入的华日、DSM、亚什兰、长兴、昭和上纬等外资企业向国内传输海外成熟的产业市场，占有国内高中端市场优势。又有一批如天马、华昌、亚邦、费隆、华科、华润、天马瑞盛、富菱、兴合等企业。这里特别要提到的是国内UPR 行业的“亚邦”现象。2009 年亚邦公司生产了17 万吨树脂。亚邦凭着一个产业链的朴素情感，“有我也有你”、“有你也有我”，紧紧贴近市场和客户，大力开发低成本通用型树脂，高性能水晶树脂和石材树脂，为行业做出了贡献；产量连续五年蝉联全国第一。多少年来，亚邦在全国各地的销售公司由单一树脂销售发展为FRP 企业用原材料的“一站式”服务；亚邦各地的销售公司同时也是亚邦派出的分公司，在做好材料和服务同时，积极进行市场调查，他们可以在12 个小时内，快速反映全国各地FRP 产业的动态。亚邦在与市场下企业不断互动中做大做强。 第四个流向和热点是兆瓦级玻璃钢叶片的高性能要求，加速了UPR 和环氧乙烯基酯树脂的技术攀升。国内兆瓦级风电市场从2007 年进入一个高速发展期，年平均新增装机容量为600 多万千瓦，2009 年装机总容量达到2000 万千瓦。按 兆瓦推算，全年叶片总量达15990 片，树脂用量达5万多吨，加上外资风电企业出口叶片用树脂量可达到7 万多吨，其中50%为UPR 和环氧乙烯基酯树脂我国兆瓦级玻璃钢叶片专利技术是从德国和荷兰引进的，对纤维和树脂的性能标准高，并经过德国船级社GL 论证。两道“门槛”，对国内树脂和纤维企业提出了极为严格的要求。外资企业亚什兰、上纬、DSM 公司具备条件，“轻车熟路”，抢先了国内风电兆瓦级叶片市场。兆瓦级叶片从叶形设计、结构设计、铺成设计、模具技术到叶片制造是一极为复杂的系统工程，叶片运行期长二十年，对树脂企业是个“考验”。树脂企业是“尝试”兆瓦级叶片市场主要靠企业自主的技术实力。第五个流向和热点是国内玻璃钢复合材料装备制造的发展和提高。江、浙、冀、鲁等省的SMC、缠绕、拉挤、人造石、模压等设备及其模具设计制造不仅满足国内需求、，还X 量出口。装备技术的提升拉动了UPR 的性能、品质的提高和中、高档树脂需求的上升。2010 年，国内UPR 行业的发展空间依然很大。外资企业认为，中国是全球经济增长最快的国家，是全球最大的复合材料市场，他们对中国的发展充满信心。DSM、华日、亚什兰等正在进行扩能增产的布局，此外，雷可德也将在天津投产。全国的树脂产量巨头亚邦、天和、福田、华迅都在扩张。 国内UPR 发展趋势中还有一个不可忽视的现象是中西部、西南等地区将出现FRP 复合材料产业新的发展布局。据有关方面了解，围绕着西安、洛阳及晋中南地区，围绕东盟和我国贸易“零关税”的实施及大西南的建设，围绕甘肃、新疆化工原料配套基地、大西北建设和西亚出口等区域对玻璃钢复合材料的需求日益上升，不久会在这些地区出现UPR 和玻纤的规模型企业。到2009 年底，我国UPR 企业将超过160 家，有2/3 的企业是由过去乡镇企业转制为民营企业和私营企业。这部分企业中，有的积极引进技术人才和先进装备，使自身得到提高，逐步树立了品牌。但绝大多数企业，缺少技术，举步艰难，有的还掺做“捣浆糊”。这些企业，面临两条出路，一条是发展下游产品，还有一条是通过技术进步，提升企业。这两条路走不通，只有让市场淘汰你。可以预计，UPR 行业在三、五、八年这三个阶段，面临不断地整合和重组，树脂的增长方式将由产量的增长转变为品牌和质量的升级。二、低碳经济和玻璃钢新兴市场 “低碳经济”这个名词最早见诸于2003 年英国能源白皮书《我们能源的未来；创造低碳经济》。作为第一次工业革命的先驱和资源并不富裕的英国，充分意识到能源安全和气候变化的威胁。据有关资料报道，现在全世界每年二氧化碳排放量接近300 亿吨。二氧化碳的大量排放，造成全球气候变暖，海水倒灌。联合国政府间气候变化专门委员会警告称，气候变暖引起海平面每年上升18-59 厘米，按照这样的速度，到2100 年，全球一些低地岛国和全球三十二个气候变化最前沿的三角洲将会全部或局部被海水淹没。先进发达国家已把二氧化碳作为大气污染物质，相应增收碳排放税。 低碳经济，十年来全球经历了三个发展期。1997 年12 月，在日本京都召开的《联合国气候变化框架公约》缔约方第三次会议通过了限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》。议定书规定，到2010 年，所有发达国家二氧化碳等6 种温室气体的排放量，要比1990 年减少。议定书对中国等发展中国家没有强制排放要求，并获得了170多个国家的批准。 第二次会议是2007 年12 月15 日，《联合国气候变化框架公约》第十三次缔约方大会在印度尼西亚巴厘岛举行，通过了“巴厘岛路线图”。主要内容包括：大幅度减少全球温室气体排放量，未来的谈判应考虑为所有发达国家（包括美国）设定具体的温室气体减排目标；发展中国家应努力控制温室气体排放增长，但不设定具体目标；应对全球变暖，发达国家有义务在技术开发和转让、资金支持等方面，向发展中国家提供帮助。 “巴厘岛路线图”首次将美国纳入谈判进程之中，要求所有发达国家都必须履行可测量、可报告、可核实的温室气体排放责任。另外，“巴厘岛路线图”还强调必须重视适应气候变化的技术开发、转让和资金三大问题。目标上，“巴厘岛路线图”提出了发达国家到2020 年，至少应在1990 年基础上减排25%至40%。第三次会议是2009 年12 月7 日-18 日，全球190 多个国家和地区代表达 万人，在丹麦歌本哈根召开了联合国气候变化大会。这次会议在减排问题上存在着很大的分歧，主要是减排的比例和资助金额上。美国、中国、巴西等国已是全球温室气体排放大国，中美两国在会上的表达让与会国看到了希望。会议前中国已在去年11 月27 日正式对外公布控制温室气体排放的行动目标，决定到2020 年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005 年下降40%至45%；在此前，美国白宫宣布，将在哥本哈根气候变化大会上承诺2020 年前实现温室气体排放量在2005 年的基础上减少17%的临时性目标。哥本哈根会议上，20 多个发达国家私下起草了一个减排指标想获得通过，结果，遭到了来自发展中国家的反对；美国又以“船大掉头难”在具体减排上还不能立法。这次会议在具体减排指标上各说各有理，但最终形成共识，要加快环保技术的共享采用，加快全球减碳。 今天，我们来谈低碳经济，就是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，其实质是能源利用效率和清洁能源使用问题，核心是能源技术创新、制度创新和人类生存发展观念的根本转变。低碳经济的主流理解是指尽可能降低温室主体排放的经济体。其主要体现在：工业方面，高效率的生产和能源利用；能源结构方面，可再生能源生产将占据相当高比例；交通方面，使用高效燃料，低碳排放的交通工具，公共交通取代私人交通，并且更多地使用自行车和步行；建筑方面，办公建筑与家庭住房采用高效节能材料以及节能建造方式。归根到底，逐步减少单位GDP 的碳排放量。“低碳经济”不仅仅是一种新的理念，而是下一轮新经济的增长点。对于我国经济发展的前景来讲，以往的“中国制造”面临减排压力，减碳的方式将借助于生产工艺、生产工装、生产手段的技术升级和技术创新的 “低碳技术”，通过低碳技术的实施形成“低碳标准”，达到低碳高增长，低碳降成本。推进低碳技术与玻璃钢产业有着密切的联系。上世纪六十年代，玻璃钢产业以“代钢、代木”的朴素观念进入市场，玻璃钢的比强度高，大量代替钢材及金属材料；从节约资源出发，大量代替木材。随着玻璃钢产业数十年的市场运行，衍生了许多优异性能，突出在其可塑性、可设计性和多功能性。它的可塑性赋予了各类特色的成型工艺；它的可设计性，简化了传统的制造工艺，降低成本，实现了材料和性能的优化组合；它的多功能性表现为优良的电性能、化学性能、耐老化性能、耐疲劳性能、耐水性能、耐燃烧性能等。可以看到，未来产业推进的低碳技术达到低碳经济，离不开玻璃钢；同时，也给玻璃钢产业供了新的发展空间。 从我们目前所熟悉的产业，车辆、造船、水处理、化工防腐、建筑节能等都将面临全球低碳经济的制约，玻璃钢复合材料已经成为和未来实现产业低碳经济的重要选择材料。低碳排放的交通工具包括：轿车、客车、工程车、商用车、高速列车、船艇、飞机及航天航空器。青岛罗美威奥新材料制品有限公司是国内专业为高速列车车体配套轻型玻璃钢内外饰结构件的制造企业。公司成立多年来，积极采用国际先进产品标准，优选原材料，满足车体减重的要求和标准，首批配件成功应用于京津城际高速铁路上。目前该公司车体配件已接到青铁、唐铁、长铁的大量订单，供不应求。罗美威奥从低碳经济的观念出发，通过低碳技术的实施，达到了配件规定的低碳标准，成为国内轨道交通中实现高速低排放最优秀的配套企业。还被国际知名公司西门子认证授予“最高级供应商”的称号。再如广西桂林大宇客车公司与其玻璃钢大包围配套企业一起，一改过去“论斤买卖”玻璃钢产品的现象，共同开展以减重、低碳为目标的设计程序。交通领域里，我国船艇极具开发前景。钢质大船实现低碳排放，减轻自重已提到日程上，若干年后，达不到国际公约减排15%的要求，就进不了公海；我国玻璃钢游艇市场，通过碳排放设计规范，轻质夹层结构设计将逐步取代单板设计的偏重结构。游艇将变得更轻、跑得更快、能耗更低。水处理技术、水资源开发将是未来新兴玻璃钢产业的重要市场，河北中意复合材料有限公司与北京理工大学联合开发成功防海水浸蚀超大型玻璃钢管缠绕研究及移动式缠绕设备。一些企业还关注海水淡化技术中玻璃钢高压管的开发应用。 相比于发达国家，我们玻璃钢产业面向“低碳经济”的层面上明显滞后。随着低碳经济的观念不断深入人心，国内产业将需重新解读、重新认识，加快推进的必要性。国内传统出口产品还在“高碳经济”上徘徊，很可能将遭遇新一轮的“碳关税”的“绿色壁垒”。对于玻璃钢材料参与的各个产业，都要融入“低碳经济”、“低碳技术”、“低碳标准”的观念和措施，真正使我们玻璃钢材料成为各行各业配套的、性价比和强重比最优的轻质材料、功能材料和结构，让低碳真正和“玻璃钢经济”同步起来。 三、我国风电市场和兆瓦级玻璃钢叶片 开发清洁能源、发展风力发电是全球实现低碳经济的大事，我国风能装机总容量已跻身世界第四。发展兆瓦级风力发电，我国当时缺少成套技术，国家果断地组织企业引进欧洲成熟的技术，使我国风电行业成长极为迅猛。我国风电市场到底怎么样？前景如何？在这里我们剖析一些数字： 以上数据表明，我国风能资源非常丰富，已利用的并网风电总装机容量只占总资源的6‰，占国家电力总装机容量的，与欧洲风能利用发达国家丹麦、德国相比，差距甚远。此外，从我国目前风电并网看，将近有五分之一的风能设备未并网（2000-1613=387）。另从有关方面获悉，近几年，我国风电产业已令人担忧，兆瓦级整机企业达到80 多家，兆瓦级叶片制造企业70 多家，与先进发达国家对比和国内现状，显然有点“鱼目混珠”和“骑虎难下”。不久，国家发改委文件指出，风力发电也面临产能过剩。紧接着国家又下文取消风电设备国产化率70%的规定。风电产能过剩和70%的国产化规定取消，是国家对我国风电行业及时注射了清醒剂。目前，一方面是低水平的重复建设，另一方面是高效先进装备的中足，国家政策出台，使市场的自由选择更透明、更明朗、对促进我国风电产业健康发展具有现实意义和深远意义。 兆瓦级玻璃钢叶片其占整个风电设备成本的20%左右。叶片的设计、选材和工艺是决定风电装置性能与功率的主要因素，以及风力发电的单位成本。纵观全球叶片技术的发展趋势，并兼顾风机效能和降低成本两因素，叶片的制作正向大型化发展。单机功率愈大，每KW 的发电成本就愈低。因此全球风电设备都在向兆瓦级大功率和长叶片方向开发。典型的丹麦LM 公司是全球风力发电最大的集团，具有28 年的生产实践经验，其叶片年产达1 万片以上，已在中国天津和秦皇皇岛设厂。LM 公司也是全球唯一有In-House 测试能力的公司，可针对其叶片进行Full-Scale 的测试，所有的新设计叶片均可通过20 年运转状况的测试才能获准投产。这些测试项目包括静态、动态、雷击测试等，其测试设备中的激光扫描仪，更为叶片提供精确的几何数据。LM 公司目前生产最长的叶片为，是全球最长的叶片，重量为 吨，材质为环氧基玻纤增强复合材料，叶端等处采用碳纤，已按装在芬兰REpower 公司的5MW 海上风机上。LM 公司叶片制造技术包括多功能机械手铺设玻纤，以提高铺设进度25%；在螺栓的支撑力上进行创新，可增加叶片20%的长度；采用RIM 法缩短树脂渗透时间15-20%；以FRP 模具取代钢模，实现低成本。据有关信息，丹麦国家先进技术基金会拨款 亿丹麦克朗用于LM 公司进行创新型的新型叶片技术研究，该研究项目命名为“叶片之王”。是用FRP、C 纤维和热塑性材料的混合纱去制造叶片。这种纱铺进模具后，加热模具，塑料纱线融化，将会使叶片的生产时间缩短一半。在叶片设计上，LM 公司还在10 年前推出了一种新型具有弹性挠度的叶片概念，简称为预弯型叶片。该叶片在叶尖部分向外弯曲，使叶片在转动状态下，甚至处于强风时还能与塔体保持一定距离，避免叶片撞击塔架。预弯型叶片因其许可弯曲量变大，刚度相当，从而材料用量减少，重量减轻，而获取更多的风能。据有关方面透露，这种预弯型叶片与标准型叶片相比，风场在秒风速条件下即可起动。据了解，LM 公司与GE 公司合作的项目中对开发加长叶片增加电量进行案例分析测定，用 长的叶片替换了原有 风机上的 长的叶片，结果标明发电量增加7%，究其原因是其外圆扫风面积比内圆扫风面积增加了。可以认为，LM 的兆瓦级叶片的设计，制造技术是全球最先进，最富竞争力的。 在国内，中航惠腾靠不断创新，在风电叶片行业领先一步，自主技术、自行研发UPR基FRP 叶片的企业。其600kw-750kw 叶片占国内的90%以上，在开发 叶片上成功采用了高性能UPR。公司历年叶片装机容量占全国近一半的比重。该公司在寻求技术合作过程中，先后参与荷兰、德国、英国等九家风叶企业的技术交流与合作，专案确立了中国MW 级叶片在国内技术的自主化能力。惠腾叶片技术主要特点包括结构阻尼专利（降低振动）、叶尖专有技术（提供气动性能降低噪音）、镜面模具技术、快速常温固化技术、高精度平衡技术、高精度叶根定位技术等。以、6 吨重的叶片为例，每支重量误差在1kg 以下，重心偏差不超过10mm,因此，其启动风速只需秒，发电风速为3m/秒。该公司目前开发了2MW叶片，并根据风场要求，开展新的叶片设计工作。国内企业形成大批量生产的还有中复联众、北京中材FRP 研究院、上海FRP 院等。围绕风电设备配套的玻璃钢产品还有机仓罩和导流罩，国内采用最先进的抽真空和LRTM 工艺的有四家单位，山东德州地区的双一、华翼、株丕特三家公司和江苏的雅西路公司，产品大部为外商配套出口。常州华日新材公司最先为这些企业提供了性能优良的高强、低粘、低放热UPR。 为降低发电成本，除叶片设计外，材料和工艺成型日新月异，通过材料和工艺的选择达到轻量化和功能化，从而提高风能的效能。为了获得叶片最好的性价比，近几年，OCV 公司在全球叶片市场上推出高性能的Advantax 玻纤，该玻纤与E 玻纤相比，具有高的强度和模量，成功应用在兆瓦级叶片制造上。最近，OCV 公司又将S 玻璃纤维应用在更大的叶片上。S 玻璃纤维模量达到 ，比E 玻璃纤维高18%，强度高出33%，从技术角度，对于应用高强度高断裂应变的S 玻璃纤维在风力机叶片上更为先进。最近，PPG 公司向全球风能叶片行业推出了高性能的高强、抗疲劳玻璃纤维。据介绍，开发的HYBON2026 与目前市场上用与制作叶片的玻纤产品相比，拉伸强度高出20%，抗疲劳强度也高出数倍以上。国内有关企业在满足兆瓦级叶片的材料上也开展了大量的研制开发工作，重庆国际先后开发了ECT 和TM 高性能纤维，其销量占有国内兆瓦级叶片用玻纤用量的1/3，2009 年还向西欧出口高性能纤维达 万吨。此外，泰安的GMG、巨石的E6 等高性能纤维也进入了市场。叶片长度的不断增加使得轻质、高强的碳纤维在风力发电上应用不断扩大，大丝束碳纤维价格的下降成为风力机的首选结构材料，同样是34 米长的叶片，采用GF/UP 质量为5800公斤，采用GF/EP 质量为5200 公斤，采用CF/EP 质量为3800 公斤。因此，叶片材料开发的趋势是采用CF/EP，但同时也面临价格的压力。国外正在从原材料、工艺技术、质量控制等各方面深入研究降低成本。据有关方面信息了解，为了增加叶片的刚度并防止叶尖预弯部碰到塔架，在长度大于50m 的叶片将广泛使用碳纤维。轻质闭孔高强度泡沫是叶片材料中又一主要组成部分，应用于结构。据瑞典DIAB 公司资料报导可用于60 米长的风机叶片芯件。采用这种芯材及导流技术，可减少50%的周期时间，降低30%的劳动力成本，与敞开型技术相比，夹芯导流技术减少90%的苯乙烯散发，并使整个叶片达到轻质高强。DIAB 公司在中国昆山厂推出的PVC 轮廓板根据产品“量体裁衣”直接用到了叶片制作上，省时省料，降低成本。目前生产叶片泡沫结构的外资公司有Gurit天津公司、加铝上海公司等，国内常州天晟公司与有关科研院所合作，于去年开发成功结构泡沫。 随着海上风电的开发，对叶片的性能要求更高，轻质、高强、高弹、耐疲劳将推进新材料的不断产生。拜尔公司不久前推出商业化牌号Baytube 碳纳米管用于环氧树脂中，提升叶片的抗疲劳、抗冲击性和改善材料回弹性。该公司透露，采用纳米碳管于树脂中，将使叶片质量减轻20-30%，强度增大30%。在叶片成型工艺上出现了新的动向，中复联众公司已实践完成了预浸料成型工艺后，叶片制造由湿法成型改变为干法加热成型；德国西门子公司在叶片成型工艺上独创了整体成型。这些新技术的应用进一步提高了产品的尺寸稳定性，还缩短了制程时间。