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《51 风电叶片用双酚a型及双酚af型环氧树脂复合材料性能研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、风电叶片用双酚A型及双酚A/F型环氧树脂复合材料性能研究*冯学斌1***基金项目:国家863计划资助项目(编号:2007AA03Z563),湖南省重大科技专项资助项目(编号:No.2009FJ1002)**通讯作者:冯学斌(1977-),男,博士,主要从事环氧树脂基复合材料研究,E-mail:fengxuebin@teg.cn,周娟1,彭超义1,2,曾竟成1,2,唐先贺11株洲时代新材料科技股份有限公司,湖南株洲4120072国防科技大学航天与材料工程学院,湖南长沙410073摘要:对比研究风电叶片用双酚A型及双酚A/F型两种环氧树脂
2、材料体系。对树脂体系力学性能、工艺性能进行考察,进一步通过真空灌注工艺制备玻璃纤维复合材料并测试。结果表明,双酚A/F型环氧树脂与双酚A型环氧树脂比较,材料具有更佳的冲击及疲劳性能。关键词:环氧树脂;复合材料;风电叶片StudyonthePropertiesofBisphenolAandBisphenolA/FEpoxyResinCompositesUsedtoWindTurbineBladesFengxuebin1,Zhoujuan1,Pengchaoyi1,2,Zengjingcheng1,2,Tangxianhe11Zhuzho
3、uTimesNewMaterialTechnologyCo.,Ltd.,HunanZhuzhou,4120072CollegeofAerospaceandMaterialsEngineering,NationalUniversityofDefenseTechnology,HunanChangsha410073Abstract:Thetwokindsofepoxyresinsusedtowindturbineblades,includedBisphenolAandBisphenolA/Fepoxyresins,wereresearche
4、d.Themechanicalpropertiesandprocesspropertiesofthematerialswerecompared,andthefibrereinforcedepoxyresinscompositespreparedbythevacuuminfusionprocessweretested.TheresultsindicatedthatBisphenolA/Fepoxyresinshavethehigherimpactandfatigueproperties,comparedwiththeBisphenolA
5、epoxyresins.Keywords:EpoxyResin;Composites;WindTurbineBlades引言:风力发电是一种广受各国高度关注的清洁、可再生能源,我国风电产业近年来以100%以上的速度迅猛发展,对风电设备有着巨大需求[1,2]。在G20会议上胡锦涛主席向世界承诺,2020年我国非化石一次能源的比重要由目前的8%左右提高到15%左右,其中风力发电将起到至关重要的作用。风电叶片是风力发电机组的关键部件之一,价值占整机20%左右。随着风电产业的飞速发展,作为风电机叶片的重要材料的环氧树脂,也得到迅猛提升。近年来
6、,超大功率风电机出现,叶片越来越长,叶片的生产工艺日益趋向树脂灌注工艺。灌注树脂的物料配方,与该工艺优异的工艺性相结合,可以在固化时间与固化温度二者之间进行选择,而制得高性能叶片。理想的风电叶片用环氧树脂要求具有工艺灵活,力学性能优异、适宜的初始粘度、高稳定性、放热性低、与各种纤维的相容性好、浸透性好、适用期长等特点[3]。同时叶片在露天工作,要经受恶劣气候的考验,且要满足设计寿命长达20年的要求。目前国内多兆瓦级叶片制造企业的生产原料依然以国外进口为主。HuntsmanAdvancedMaterisls公司、Hexion公司以及DO
7、W公司研制的环氧灌注配方已经广泛应用于叶片制造业中[4-6]。国内一些风电叶片原料企业为实现本土生产,已在国内建立多家工厂,如上纬、惠利、阿科力、博汇等公司[7]。这些氧树脂企业产品已经进入实验认证及测试评估阶段,但缺少经验和应用数据,工艺质量尚不稳定,还没有得到广泛应用。目前风电叶片用环氧树脂主要以双酚A型及双酚A/F型两类为主,虽然已经对不同产品性能进行了广泛考察,但对双酚A型及双酚A/F型两种体系,在风电叶片领域应用的性能特点还未见深入对比研究。1.实验1.1实验材料实验应用的双酚A型及双酚A/F型环氧树脂样品,为采购的目前市场
8、主流的风电叶片用环氧体系;玻纤采用重庆国际复合材料有限公司提供的产品,包括单轴向、(0,90º)双轴向以及(0,±45º)三轴向玻纤织物。1.2复合材料的制备模拟叶片生产工艺,采用真空灌注法进行复合材料层合板的制备。首先