從帝斯曼樹脂在歐洲的創新應用看不飽和聚酯樹脂在今后的發展

  不飽和聚酯樹脂行業在的高速發展始于2000年,12年來樹脂產量一直保持著兩位數的增長,處于于的地位。
  隨著總量持續的上升,雖然整體產品結構一直在隨著市場需求逐步優化(比如:從手糊工藝逐漸轉向機械成型工藝),但是各企業間的產品也發生了同質化。另外還有一些企業因為研發投入不足或根本沒有,更是把注意力放在模仿配方等途徑上。
  在經歷了高速發展的不飽和聚酯樹脂行業在今后該向何處去?我們除了追求“量”的擴張外,如何突破“質”的束縛?本文作者希望以自己的經歷給行業里思考未來發展的有識之士提供一些參考。
  帝斯曼復合材料樹脂集團在的經營已經超過20年,今年投產的南京新工廠生產能力已經提高一倍,達到了十萬噸的規模。究竟是什么能讓一個歐洲公司具有這般的信心投資未來?
  早在幾年甚至十幾年前,當眾多企業只關注并滿意當時的應用領域時,帝斯曼公司已經在規劃十年以后的發展方向。今天,當環保壓力與日俱增之時(如即將在歐洲全面執行的REACH法案),帝斯曼復合材料樹脂集團立即公布了對應策略,即零苯乙烯樹脂、非鈷預促進系統、GMP認證和可再生原料四大環保產品方向。同時,公司在產品應用方面也重點關注到綠色環保、可持續發展的行業中。以下通過若干案例來看看帝斯曼公司的實踐吧。

案例一:在醫院的隔壁維修下水道工程

  荷蘭鹿特丹伊拉斯謨(Erasmus)醫療中心位于市中心,是荷蘭大的醫療學院之一。其停車場地下一段下水管道出現破損,亟待維修。
  在醫院附近進行工程施工的時候,必須考慮到不能給醫院的正常運作造成太大的麻煩:難聞的氣味、交通阻礙、粉塵、噪音都是令人擔心的問題。
  歐洲著名的管道加襯修復公司Insituform采用了帝斯曼的零苯乙烯樹脂Atlac®Premium600,結合其Insituform®加襯技術完成了此次維修工程。
  因為Atlac®Premium 600樹脂根本不含有苯乙烯,所以操作過程中醫院的病人、醫護人員以及附近的居民不會被苯乙烯的刺激性氣味所干擾,不會出現過去由于強烈的氣味引發的報警、疏散醫護人員和病人的情況。另外,這種特種樹脂屬于安全化學品,因此在建筑物內部或者受限制空間內使用時,也比較容易辦理相關的許可證手續。
  零苯乙烯樹脂的開發和應用,直接地達到無揮發、安全化學品的水平,是不飽和聚酯向綠色環保所邁出的堅實一步。

案例二:無鈷促進劑

  近些年來,在歐洲復合材料行業幾次面臨由REACH規則引起的變革。其中有一個原料目前逐漸引起各方的關注,即鈷鹽對人體健康存在的潛在威脅。今天,用以固化不飽和聚酯樹脂和乙烯基樹脂的促進劑體系絕大多數都以辛酸鈷為基礎。繼氯化鈷、乙酸鈷被ECHA(歐洲化學品管理署)于2011年列入SVHC后,目前辛酸鈷正在被評估,以確定是否也需要調整其危險等級。SVHC是英文Substances of Very High Concern的縮寫,即高度關注物質,此類物質可能有非常嚴重的,或在某些情況下對人、對環境造成不可逆的影響。
  一個復合材料制品供應商總是有很多問題需要面對:既要比競爭對手更有優勢,給客戶帶來更多的價值,又要不斷突破,尋找新的賣點,讓終端客戶和消費者更加滿意。然而,為實現這些目標所需要投入的資源和時間對他們來說有時候不能確定。
  如何對原材料進行開發使得公司在可持續發展方面把握正確的方向?這當然和一個公司的愿景和責任直接相關。帝斯曼致力于引領復合材料行業,其中,可持續發展――通過降低或消除產品中的有害物質,關懷員工和客戶的健康與安全是業務戰略中非常重要的一個部分。因此才有了公司從十多年前就開始研究和開發鈷鹽的替代產品,用于樹脂的固化。到今天,帝斯曼在這個領域已經擁有近20項,BluCureTM產品方案也于2012年在法國JEC正式推出。
  商機總是為有準備之人而來,現在要做的雖然還達不到“亡羊補牢”的地步,但一定要做到“有備無患”!

案例三:食品安全,重中之重

  當消費者購買食品的時候,他們期待美味、安全以及品質如一。沒有人想攝入有害物質,這一點在上任何地方都一樣,而當今在尤為突出。“它山之石,可以攻玉”,讓我們看看歐盟有關食品包裝材料的規則是什么樣的。
  于2011年5月生效的歐盟法規10/2011就“與食品接觸的塑料制品”作出如下規定:
  (1)允許使用清單:復合材料制品生產商必須證明生產中所使用的成分是在允許使用清單里列明的。該清單規定了哪些成分可以用來制造與食品相接觸的產品。該規則也將于2016年適用于玻璃纖維產品,在此之前,復合材料制品生產商必須獲得食品許可證或者對玻璃纖維進風險評估。
  (2)遷移性測試:復合材料制品生產商必須在有資質的實驗機構進行遷移性測試。
  (3)GMP(Good Manufacturing Practice):所有應用在與食品接觸的制品及其原材料的生產過程都必須符合歐盟關于GMP有關規定。
  也就是說,歐盟對整個與食物接觸制品的控制是從單個原材料開始的,涵蓋了制造過程以及成品的監測認證,所以是一個系統的控制。
  食品生產商非常重視自己的品牌形象,為此他們不遺余力地避免產品受到可能的污染,否則會由此產生高昂的收回成本和信譽的損失。對他們來說,食品安全至高無上:生產設備周而復始地運轉,嚴格的過程控制確保食品品質穩定。整個生產過程必須符合GMP的標準以防有害物質進入食品。GMP已經是歐盟新的有關生產食品接觸材料的立法中一項要素。
  帝斯曼與德國的Christen&Laudon共同合作,開發了一系列用于存放食品的復合材料儲罐,并通過Christen&Laudon進行銷售。該項創新結合了帝斯曼在食品立法和GMP規則方面的專業知識、新款食品級樹脂Atlac®5200FC和Christen&Laudon在工程、制造方面的豐富經驗。
  帝斯曼保證食品級Atlac®5200FC樹脂所含的所有成分屬于歐盟食品接觸法規EU10/2011允許使用清單上的物質,這對帝斯曼的直接客戶來說簡化了認證程序。
  帝斯曼還廣泛地參與到各個行業的可持續項目的研發中,為了自己的發展也為實現自己的承諾。以下是一系列的成功項目,完全得益于帝斯曼自身的研發優勢和與頂尖合作伙伴的通力協作。

項目一:未來陸上交通的解決之道―太陽能車

  本項目是2011年帝斯曼與荷蘭代爾夫特大學合作制造太陽能車Nuna6的復合材料車身,筆者有幸參與了這個項目的部分工作。我們的目標是將車身的輕量化推到極致而又不能影響車子能以每小時100公里的速度安全地飛奔,這需要材料選擇和氣動外形設計完美的結合。
  結果難以讓人置信:這個長4.44米、寬1.75米、高0.94米的車身重量只有35公斤!帝斯曼在荷蘭Zwolle的研發中心為該項目提供了大量、先進的技術支持,包括高性能Turane樹脂、碳纖維夾心結構設計、超薄復合材料成型工藝等等。這個項目的成功是對帝斯曼復合材料樹脂在高性能復合材料領域研發能力的一次完美的展示!

項目二:追求空中運輸的高收益―航空集裝箱板

  這個創新的應用,結合了帝斯曼兩個業務部門跨行業的合作。高強度RP10航空集裝箱板材采用了帝斯曼的Aeronite®樹脂以及the world’s strongest fiberTM―Dyneema®(迪尼瑪固)超高分子量聚乙烯纖維開發制成。與傳統的標準鋁質板材相比,RP10板材的重量僅為鋁板的50%,但強度卻能達到它的兩倍??箾_擊及耐磨損、抗撕裂能力也比鋁質板材高出兩倍,因此可以降低約50%的維護和維修成本。隨著燃油價格節節攀升,競爭日益嚴峻的航空業呼喚具有優越性能、安全環保的新型輕質材料。以一個中等規模空運機隊為例,采用RP10板材制成的航空集裝箱能夠節約33萬升燃料,減少2.8萬噸二氧化碳的排放,這相當于每年減少8500輛汽車的排放。目前,采用RP10板材制成的航空集裝箱已經在漢莎、法航、荷航等多家航空公司投入使用。

項目三:輕質高強的里程碑―復合材料跨線橋

  2012年3月2日至4日ProRail(荷蘭鐵路基建公司)和Heijimans工程公司在荷蘭A27高速公路上架設了一座長140米、寬6.2米的跨線橋。這是目前上長的負荷60噸等級的“輕量化橋”,此橋采用了復合材料和鋼的混合結構。復合材料的橋面由帝斯曼的客戶Fibercore Europe制造。除了樹脂從帝斯曼獲得以外,另一項工程中關鍵的創新技術―復合材料與鋼結構的粘結,由帝斯曼樹脂在荷蘭Zwolle的研發中心提供。因為安裝快捷且沒有對繁忙的高速公路帶來影響而獲得荷蘭建筑和基礎設施協會InfraTech創新大獎。

項目四:與自然相融合―含55%生物基原料的樹脂

  現在,我們大部分使用的還是所謂的“化石”和“化石”衍生的原材料。采用可再生原材料,可以大大降低對地球資源的耗費和依賴。當然,這種原料的替換不是一蹴而就,這個過程需要基礎研發的參與,才能保證終產品的性能與現在的傳統產品相當或更佳。
  在共同開發方面,需要找到與帝斯曼“志同道合”的合作伙伴。上大的專業皮劃艇公司,位于愛沙尼亞的Tahe Marine的用戶越來越希望擁有真正的、人與自然環境相融合的綠色環保產品。所以,雙方在共同的可持續發展理念下,發揮各自在化學結構、材料結構的優勢,成功地制成了當時上生物基原料含量高的復合材料專業皮劃艇。

項目五:復合材料的貢獻―低碳足跡門窗型材

  產品的生命周期評估(Life Cycle Assessment)對于大多數的企業而言還是比較陌生的概念。但是作為注重可持續發展的公司,這些概念已經被實體化。產品的生命周期評估是分析評估一項產品從生產、使用到廢棄或回收再利用等不同階段所造成的環境沖擊。采用這種理念才能從根本上比較材料的可持續發展特性。
  由帝斯曼和丹麥Fiberline公司共同開發的超薄拉擠復合材料窗框,不僅增大了通透面積、隔絕了熱量傳遞,而且與鋁合金窗框相比,復合材料對環境的總體影響下降一半!
  通過以上眾多的創新案例,我們可以看出不飽和聚酯樹脂行業(或者更廣泛些,熱固性材料行業)業務和技術的發展仍然生機勃勃,但是與10年前快速發展時注重產量、提高品質的主題不同,現在的方向明顯地要符合經濟以及其他行業的共同目標,那就是:綠色、環保和高性能。作為行業的領導者,帝斯曼復合材料樹脂集團這在這個道路上穩步前行,實踐著帝斯曼公司“繽紛科技、美好生活”的核心價值觀。

  有關帝斯曼在復合材料樹脂行業:

  基于其生命科學與材料科學專業公司的獨特定位,帝斯曼引領高性能與可持續復合材料解決方案。憑借先進的科學技術以及在交通、建筑、基礎設施、工業等領域的市場領導力,通過提高產品性能,改善健康與安全,并降低對環境的影響從而創造價值。帝斯曼相信我們的創新超越了傳統材料的局限,將為今天的人們以及后代的美好未來做出貢獻。