作為電力工業(yè)用有機(jī)硅的應(yīng)用工程專家,我常常捫心自問:我現(xiàn)在所做的是不是真正符合可持續(xù)性發(fā)展的原則。面對日益增長的電力需求和不斷提高的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),有機(jī)硅是不是下一代電力系統(tǒng)解決方案不可或缺的一部分?
為了回答這個問題,讓我們先來看一下有機(jī)硅彈性材料的現(xiàn)代生產(chǎn)方法。在我們所在的化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域,復(fù)雜工藝流程的能源利用效率持續(xù)得到提高。例如,在瓦克博格豪森工廠,我們使用自己的水電站發(fā)電;我們在挪威的新的金屬硅生產(chǎn)基地也主要使用水電。另外,我們在德國的生產(chǎn)基地主要通過環(huán)保型天然氣來供應(yīng)能源。此外,我們還采用熱電聯(lián)供系統(tǒng)來供應(yīng)生產(chǎn)工藝中所需的蒸汽和電能,熱電聯(lián)供系統(tǒng)的效率是常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)的兩倍。我們購買的電能中有14%來自可再生能源。
不錯,這是一個良好的開端。
但是用于新興市場以及下一代電網(wǎng)的電力系統(tǒng)用有機(jī)硅的情況是怎樣的呢?遠(yuǎn)程風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電、直流輸電、采用分散型供電方式的地方電網(wǎng)又面臨怎樣的狀況呢?針對所有這些應(yīng)用領(lǐng)域,目前都已開發(fā)出許多卓有成效的研究成果,它們可以根據(jù)新的應(yīng)用需求對已有技術(shù)解決方案進(jìn)行改進(jìn)或取代過時的材料。這些新技術(shù)成果還可以減小部件的尺寸或讓某些設(shè)備能夠適用于更高的溫度?？偠灾?它們?yōu)樾滦鸵约翱沙掷m(xù)發(fā)展型產(chǎn)品和應(yīng)用提供強(qiáng)有力的支持。
在適應(yīng)新應(yīng)用需求方面,高稠度有機(jī)硅(即高稠度硅樹脂橡膠,HCR)就是一個很好的實(shí)例。它被廣泛用于制造復(fù)合絕緣子、避雷器等絕緣部件。雖然這是有機(jī)硅彈性體的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域之一,但是這些材料的應(yīng)用范圍正在迅速擴(kuò)大,因?yàn)樗鼈兛梢詾楣I(yè)領(lǐng)域提供眾多靈活的技術(shù)解決方案。例如,改性HCR可用于生產(chǎn)帶有電場分級的新絕緣子。此外,具有特殊導(dǎo)熱性能的材料現(xiàn)在還可以用于生產(chǎn)可靠性極高的避雷器。
有機(jī)硅成型過程本身安全可靠,新興零部件供應(yīng)商只需對機(jī)械和工廠建造進(jìn)行較小投資就能夠迅速進(jìn)入市場。在這方面,龐大的、往往很落后的工廠現(xiàn)在正被更小和更環(huán)保的生產(chǎn)廠所取代。此外,現(xiàn)代復(fù)合絕緣子的重量相對較輕,與生產(chǎn)瓷絕緣子在材料轉(zhuǎn)化、
處理和燒制過程所需能耗相比,生產(chǎn)現(xiàn)代復(fù)合絕緣子的能耗明顯要低很多。這無疑是更具有可持續(xù)發(fā)展優(yōu)勢的解決方案。
與此同時,不僅常規(guī)型有機(jī)硅彈性材料(例如棒型絕緣子、柱型絕緣子、通芯絕緣子、避雷器、電纜接頭、端子、連接器和絕緣母線)不斷地被得以改進(jìn)和完善,而且還出現(xiàn)了全新的解決方案。
由于有機(jī)硅彈性材料的介電性能長期穩(wěn)定,再加上熱穩(wěn)定性高,所以電力工業(yè)呈現(xiàn)出產(chǎn)品小型化的發(fā)展趨勢。采用先進(jìn)的液體有機(jī)硅彈性材料(LSR)、新成型技術(shù)和最新的計算方法可以生產(chǎn)出越來越小的部件,例如萬能中壓電纜接頭。它是一種可持續(xù)發(fā)展型產(chǎn)品,可以明顯降低原材料的使用量。類似的解決方案也將出現(xiàn),其中包括中壓開關(guān)設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用。在開關(guān)設(shè)備領(lǐng)域,有機(jī)硅目前不僅用于生產(chǎn)真空開關(guān)燈外殼,而且用于覆蓋整個開關(guān)設(shè)備接線頭。
紫外線活化硬化技術(shù)是一種全新的有機(jī)硅技術(shù)。它在電子工業(yè)中被廣泛用于澆注低粘度有機(jī)硅凝膠。在輸配電領(lǐng)域,用這種技術(shù)生產(chǎn)部件可以大幅降低能源和生產(chǎn)成本。
傳統(tǒng)的有機(jī)硅硅凝膠在輸配電領(lǐng)域也有很廣闊的應(yīng)用前景。它們不僅非常柔軟,適合澆注,而且具有良好的化學(xué)特性,不存在任何潛在的健康隱患,是其他絕緣材料(某些含有異氰酸酯)的理想替代品。
因?yàn)檫@個專欄的主題是可持續(xù)發(fā)展,所以我還想介紹一下專為粘接和封裝太陽能電池以及其它相關(guān)應(yīng)用而開發(fā)的有機(jī)硅材料系列。這個系列的產(chǎn)品具有非常廣泛的用途,其應(yīng)用范圍包括把太陽能電池固定到支座上、把太陽能電池組件粘接到框架中、把玻璃蓋粘接到太陽能電池上以及固定接線盒和其它部件等。
通過以上實(shí)例,我認(rèn)為有機(jī)硅無愧是當(dāng)今所有絕緣材料中適用范圍最廣、最具可持續(xù)發(fā)展性的材料。事實(shí)上有什么比幫助建造未來電網(wǎng)更能體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展性的呢?
