Обзор европейского рынка пластиков: прошлое, настоящее и будущее. Часть 16. Стеклопластики и углепластики

Превосходное соотношение веса и несущей способности делает углепластик привлекательным для многих применений. Аналитики ожидают, что мировой рынок CFRP и GFRP увеличится до объема более 9,98 млн. тонн к 2024 году. После климатической конференции в Париже в декабре 2015 года, последующая конференция в Марракеше в ноябре 2016 года не принесла важных новостей: климатические цели Парижа были подтверждены и было продемонстрировано единство. Как утверждается, без сокращения выбросов CO2 во время энергоснабжения, эффективная защита климата вряд ли может быть достигнута в соответствии с саммитом. Энергия ветра продолжает оставаться одним из важнейших инструментов перехода к неископаемым источникам энергии.

Все больше и больше стран — и не только развитых промышленных стран западного полушария — вкладывают огромные средства в расширение ветроэнергетики. Если местоположение подходит, устанавливаются все более крупные и более мощные ветряные турбины с роторными лопастями. Увеличение длины лопастей стало возможным благодаря применению углепластика. Однако стоимость растет непропорционально с использованием углепластика для лопастей ротора, что устанавливает пределы для потенциала роста ветровых турбин с финансовой точки зрения. В любом случае количество установленных ветряных турбин в большинстве стран всё увеличивается. Рынок GFRP также выигрывает от этой разработки, так как стеклопластики также применяются при производстве лопастей ротора.

Композитные материалы используются как в гражданской, так и в военной аэрокосмической промышленности. Тем не менее, большая часть в настоящее время приходится на гражданские аэрокосмические программы. Глобальная авиация и, следовательно, спрос на новые гражданские самолеты, по-видимому, продолжат значительно расти в ближайшие годы. Регионы Азиатско-Тихоокеанского региона, Латинской Америки, Африки и Ближнего Востока имеют самые высокие темпы роста. Что касается спроса на композиты в сегменте авиакосмической промышленности, два крупнейших в мире производителя самолетов, Boeing и Airbus, здесь играют важную роль. Новые модели Airbus и Boeing имеют значительно большую долю композитов, чем старые модели. Особенно большое влияние на рынок оказывают модели Boeing 777, Boeing 787 (Dreamliner), Airbus A380 и Airbus A350. CFRP в основном используются в фюзеляже и крыльях.

Соответственно, большая часть мирового спроса в этом сегменте приходится на крупные страны Западной Европы (Airbus) и США (Boeing). Дополнительные крупные производители самолетов, такие как Bombardier (Канада) или Embraer (Бразилия), обеспечивают растущий спрос на соответствующих производственных площадках. Китайский производитель COMAC (Коммерческая авиастроительная корпорация Китая) объявил о первом полете своего C919 в первом квартале 2017 года. Таким образом, с задержкой в несколько лет, производство более 550 предварительных заказов может быть начато в обозримом будущем. Сначала около 35 самолетов типа C919 можно будет производить каждый год. Затем это число должно быть увеличено до более чем 100 единиц в год в ближайшие годы.

Тяжелым аккумуляторам нужны легкие кузова. Легкая конструкция будет играть важную роль в области электронной мобильности в автомобильном секторе в предстоящие годы: тяжелые материалы, такие как сталь, другие металлы или инженерные пластики, все чаще заменяются композитами с малым весом. В сегменте серийного производства автомобилей, предварительно используются GFRP. Детали из углепластика в большинстве случаев все еще слишком дороги, и в то же время подходящая технология обработки все еще отсутствует, что могло бы привести к высокой стандартизации и скорости производства при производстве автомобилей. Кроме того, во многих сегментах отсутствуют подходящие процессы тестирования для серийного производства, которые не повреждают продукты. Перспективной технологией переработки в автомобильной промышленности является литье с помощью смолы (RTM), процесс впрыска смолы. В этом процессе заготовки из непрерывных волокон изготавливаются заранее; после этого смола впрыскивается в них в пресс-форме. После отверждения готовый компонент готов к обработке. Благодаря этому процессу сокращенное время цикла, составляющее всего несколько минут, может быть достигнуто уже сегодня.

Также стеклопластиковые материалы используются в качестве армирования трубопроводных систем. Стенки трубопроводов могут быть усилены непрерывными стеклянными волокнами с двойной спиралью, намотанной под переменными углами, что гарантирует механические характеристики выше, чем у любого другого производственного процесса, в частности в продольном направлении, обеспечивая большую осевую прочность трубы, что является характеристикой первостепенной важности для надземных применений, но также и для подземных установок. Отсутствие коротких волокон и песка позволяет добиться армирующей структурой с лучшими долговременными эффектами. Тем не менее стоит отметить, что объёмы стеклопластика, предназначенные для армирования трубопроводов, пока ещё недостаточно высоки. Кроме того, можно также учесть и стекловолоконное внутреннее армирование пластиковых труб (например, полипропиленовых), которое с успехом используется вместо алюминиевого армирования в трубопроводных системах для транспортировки горячей воды. Используются такие трубы и на низкотемпературном отоплении, а вот в высокотемпературных системах стекловолокно пока не может обеспечить минимально необходимое тепловое расширение труб, поэтому альтернатива алюминию пока ещё находится лишь в стадии разработки. В следующей части поговорим о других материалах, которые имеют большое значение в производстве трубопроводных систем из промышленных пластиков.