記者:市場與應用研究,是發展高性能纖維材料重中之重,目前玄武巖纖維在這方面進展到了什么程度?
該產業現階段應以“純天然”原料為主,同時以微量摻雜等方式生產功能性、多元化的CBF品種。
胡顯奇:國際范圍內近年來對CBF應用領域研究的關注度極高,國內也取得了初步的研究成果。從我們承擔的國防基礎課題的研究表明,CBF的隔熱性能好于碳纖維,耐燒蝕性能與碳纖維相當,價格是碳纖維的1/7,低磁化率、消音可廣泛應用于先進武器裝備的制造。CBF是優質的路用纖維,尤其是在瀝青路面中可明顯提高抗車轍能力,每公里可減少養護成本5萬元以上。CBF是典型的綠色建材,在建筑結構加固、抗裂砂漿、外墻保溫、防火阻燃等方面有廣闊的發展前景。同時,CBF的抗拉強度高、抗彎曲強度高,抗蠕變性好,表面呈極性,是纖維增強樹脂(FRP)中優良的增強材料,可用于汽車、船舶、石油天然氣氣密性管道、電纜復合芯、電塔桿電力等領域。
目前,我們公司研發生產的GBF牌短切玄武巖纖維被用于高速鐵路無碴軌道板和CA砂漿填充層的增強。初步試驗結果表明,該項成果可能填補國內外空白,引發獨特的技術創新。鐵路科研部門正在對此作深入的系統研究。現已鋪設在武廣高速鐵路線上的玄武巖纖維增強無碴軌道板運行良好,其卓越的穩定性能正在逐漸顯現。
記者:在風力發電領域,目前碳纖維、高強高模聚乙烯、玻璃纖維、玄武巖纖維等新材料可以說處于博弈階段,玄武巖纖維在這方面的應用有哪些突破?
胡顯奇:研究表明,大于等于40米以上的風力葉片由于玻璃纖維的力學性能不足,需要改用碳纖維,而GBF的解決方案是將碳纖維與GBF纖維混雜,一方面可以減少碳纖維的投入成本;另一方面可以增強復合材料的性能,使之性價比更高。
記者:一種新興材料在推向市場之初,通過標準體系建立等有效措施建立準入條件、維護市場秩序、保障產業健康發展尤為重要。玄武巖纖維產業在這方面進展如何?
胡顯奇:國內GBF產業率先實施了標準創新戰略,制定和頒布了3個有關玄武巖纖維及其復合材料的國家標準和4個行業的產品標準,確保了CBF產業形成初期規范有序的健康發展。其中,國家標準包括《水泥混凝土和砂漿用短切玄武巖纖維》(GB/T 23265-2009)、《玄武巖纖維無捻粗紗》(GB/T 25045-2010)、《結構加固用玄武巖纖維復合材料》(GB/T26745-2011)。我們還參與了起草鐵道部《鐵路纖維混凝土技術規程》行業標準。
今后力爭通過技術進步和規模化生產,使玄武巖纖維每噸的直接生產成本控制在1萬元以內。
記者:對玄武巖纖維而言,原巖成分不穩定對產品品質的穩定性形成了較大制約,業內由此產生了原料“純天然”與“人工配料”之爭,您如何看待這一問題?
胡顯奇:我認為國內CBF產業現階段應以“純天然”原料為主,同時以微量摻雜等方式生產功能性、多元化的CBF品種。一方面,CBF原料成分的穩定性關鍵在于選礦,激烈的大面積的火山爆發猶如巨大的攪拌器,其化學成分的“標準差”是可以接受的。當然,不同地方的火山巖制成的CBF性能會有差異。另一方面,目前人類目前掌握的CBF生產技術,對火山巖的礦物相和化學成分的配比有特定的要求,難以簡單地用精確人工配料的方法設計CBF的原料成分。同時,CBF的魅力恰恰在于純天然,其生產過程中熔體沒有“反應”的過程,自然而環保。當然,可通過提高硅鋁含量或適當摻入氧化鋯,以便得到更耐高溫或更耐堿的CBF。