风电夹芯材料简介

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1、夹芯材料在风能行业的应用中国玻璃钢综合信息网　日期:2011-01-19　阅读:5555　字体:大 中 小　双击鼠标滚屏   据中国风能协会统计，至2008年底，全球风电总装机容量达到了120.8GW，新增装机容量超过27GW，同比增长36%。2008年，欧洲与北美齐头并进，新增装机容量均达8.9GW，亚洲以8.6GW紧随其后。美国和中国市场处于领先地位，美国新增装机容量8.4GW，中国新增装机容量6.3GW。    008年，在欧洲，风电已成为新增电力中的主力能源，除了德国、西班牙和丹麦成熟市场的推动外，在法国、英国和意大利的引领下，欧洲风电市场的发展更加均衡

2、；在美国，当年竣工的风电项目容量占本年度美国所有新增电力装机的42%，确立了风电在美国新增电力生产当中的主力能源地位，并显示出在促进就业方面的巨大作用。在中国，当年新增容量超过了之前的历史总和，为应对金融危机的影响，政府已将发展风能作为经济关键增长点之一。    2009年，在世界经济形式颇为艰难的大环境下，欧美地区的风电增长情况难以预计，而亚洲，特别是中国的风电产业发展势头仍然强劲。    夹芯材料发展趋势    从全球范围来说，2009年风电行业将保持增长的态势。按照2008年新增装机容量27GW计算，夹芯材料的需要即超过18万立方米。2009年全球风电产业

3、对夹芯材料的需求量不会低于2008年。        但同时，为了缓解经济压力，风电设备和零部件生产商都在积极寻求各种方法来尽量降低成本，叶片厂家也希望通过降低各种材料价格来减小成本支出。目前，叶片用夹芯材料主要有PVC硬质泡沫、Balsa轻木、PET泡沫和SAN泡沫，夹芯材料成本约占叶片材料总成本的20%。降低夹芯材料成本的方案有两种：一是优化夹层结构部位的设计，二是选用新型性价比更高的夹芯材料。另外，机舱罩也越来越多地采用泡沫夹芯复合材料结构。    常用的夹芯材料    目前，用于复合材料夹层结构的夹芯材料主要有：硬质泡沫、蜂窝和轻木三类。硬质泡沫主要有聚

4、氯乙烯（PVC）、聚氨酯（PU）、聚醚酰亚胺（PEI）和丙烯腈一苯乙烯（SAN或AS）、聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）、热塑性聚乙烯（PET）等。    蜂窝夹芯材料有玻璃布蜂窝、NOMEX蜂窝、棉布蜂窝、铝蜂窝等。蜂窝夹层结构的强度高，刚性好，但蜂窝为开孔结构，与上下面板的粘接面积小，粘接效果一般没有泡沫好。    轻木夹芯材料是一种天然产品，市场常见的轻木夹芯为Baltek®（博泰克）品牌的SB系列Balsa木。Balsa轻木主要产自南美洲的种植园，由于气候原因，Balsa木在当地生长速度特别快，所以比普通木材轻很多，且其纤维具有良好的强度和韧性，特别适合用于复

5、合材料夹层结构。    目前，加铝（Alcan）复合材料集团旗下的芯材事业部能够提供种类齐全的芯材产品，拥有多种类型的泡沫产品和厄瓜多尔大部分的轻木种植园，一直引领着复合材料夹层结构芯材的研发和应用。Alcan能够提供AIREX®（艾瑞科斯）品牌的系列硬质泡沫(交联PVC泡沫、线性PVC泡沫、PET泡沫、PEI泡沫、PU泡沫等)，以及质地优良的Baltek®（博泰克）Balsa系列轻木（全球市场份额超过70%），其产品涵盖了复合材料行业的各个应用领域。    夹芯材料在风电叶片上的应用    夹芯材料是风电叶片的关键材料之一，为增加结构刚度，防止局部失稳，提高整

6、个叶片的抗载荷能力，在叶片的前缘、后缘以及剪切肋等部位，一般都会采用夹层结构。    目前，用于风电叶片的夹芯材料主要有交联PVC泡沫、Balsa轻木和PET泡沫。典型的设计方案是，把强度较高的Balsa轻木（密度为150kg/m3）用于承受载荷较大的靠近叶根的部位，交联PVC泡沫（密度为60kg/m3）用于承载较小的靠近叶尖的部位，从叶根向叶尖方向，夹芯材料的厚度逐渐减小。也有叶片厂家只使用Balsa轻木或泡沫。    下面以Alcan集团的AIREX®C70/C71泡沫、BALTEK®SB轻木和AIREX®T92泡沫为例，说明这些芯材的特点及其在风电叶片上的

7、应用。    叶片用PVC泡沫    PVC泡沫实际上是PVC和聚氨酯混合物，但常常都简单的说成PVC泡沫。PVC泡沫耐苯，所以能够和聚酯树脂共同使用。交联PVC泡沫具有很好的静力和动力性能，可以用于承载要求高的产品。使用温度在-240℃~＋80℃之间，并且能够耐多种化学物质腐蚀。    AIREX?C70/C71泡沫广泛应用于风电叶片的制造，该系列泡沫为闭孔结构，可以防止树脂被吸入泡沫内部从而增加叶片的重量。由于叶片的前缘、后缘均为壳体，所以在使用前要对泡沫板材进行特别的处理，处理方法有两种：热处理和机械处理。热处理即利用泡沫在一定温度下变软的特性，在使用前将

8、泡沫加热到特定的温度，配