风电叶片玻璃钢／复合材料夹层结构的泡沫芯材.pdf

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1、塑料工业第39卷第11期CHINAPLAS【CSINDUSTRY2011年11月风电叶片玻璃钢／复合材料夹层结构的泡沫芯材半刘魁(时代新材料科技股份有限公司，湖南株洲412007)摘要：介绍了风力发电叶片使用的几种泡沫芯材，每种泡沫各自的特点、泡沫本体力学性能和工艺性能。认为未来风电叶片泡沫芯材的发展方向会朝着高性能和可回收具有环境友好性的方向发展。关键词：泡沫；芯材；风电叶片；夹层结构中图分类号：TQ336．1文献标识码：B文章编号：1005—5770(2011)11—0104—03FoamCoreMaterialofFRP／CompositeSandwichStructureinWi

2、ndBladeLIUKui(TimesNewMaterialTechnologyCo．，Ltd．，Zhuzhou412007，China)Abstract：Severalfoamcorematerialsusedinwindturbinebladewereintroducedinthispaper，inclu—dingcharacteristicsofeachfoam．mechanicalpropertiesoffoambulkandperformancesofprocess．Thecon-clusionwasthatitwasatrendforfoamcorematerialusedi

3、nwindturbinebladestohavehighperformanceandbecameenvironmentallyfriendly．Keywords：Foam；CoreMaterial；WindTurbineBlades；SandwichStructure玻璃钢／复合材料(FRP／CM)中常用的泡沫芯(Airex)公司的Herex系列PVC泡沫和固瑞特(Gu-材有聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(Ps)、聚氨酯rit)公司PVCell系列PVC泡沫。目前国内天晟公司(PUR)、丙烯腈一苯乙烯(SAN)、聚醚酰亚胺也具备生产PVC泡沫的能力，其Strucell系列泡沫性(PEI)及

4、聚甲基丙烯酰亚胺PMI)、聚对苯二甲酸乙能能够满足叶片设计的要求。Aerodyn公司设计的多二醇酯(PET)等泡沫。风力发电叶片为大型结构件种型号的叶片均采用PVC泡沫作为叶片芯材，在国在壳体蒙皮和内部的剪切腹板中都使用到泡沫作为玻内的很多叶片公司采用Aerodyn技术的均使用PVC作璃钢夹层结构的芯层，泡沫在叶片中主要作用是在保为叶片芯材。同时PVC泡沫以其优良的力学性能也证其稳定性的同时降低叶片质量，使叶片在满足刚度被广泛用在其他设计公司设计的叶片中充当夹心的同时增大捕风面积。从泡沫的力学性能和价格等因材料。．素考虑，目前被用于风力发电叶片芯材的泡沫主要有1993年，加拿大的ATC公

5、司开始生产SAN泡聚氯乙烯泡沫、丙烯腈一苯乙烯泡沫、聚对苯二甲酸沫，此公司后被固瑞特公司收购，此泡沫属于热固性乙二醇酯泡沫和聚苯乙烯泡沫等，其中氯乙烯泡沫使泡沫。SAN泡沫是先制作精胚，然后将胚体放人发用最为广泛。泡炉中通过对温度、时间等工艺参数的控制来获取不1泡沫芯材在叶片的应用状况同密度的泡沫。其中CorecellT40o型号的泡沫密度和第一种用在承载构件夹层结构中的结构泡沫芯材本体力学性能与密度为60kg／m的PVC泡沫十分接是使用异氰酸酯改性的PVC泡沫，或称交联PVC，近，且具有较好的耐热性。TPI叶片公司一直在使用此泡沫属于热固性泡沫。交联PVc的生产工艺是由此泡沫作为叶片的

6、芯材，由于其具有更好的热稳定德国人林德曼在2O世纪30年代后期发明的。从20性，目前国内已经有部分叶片公司开始用SAN泡沫世纪70年代以后，多数原来的欧洲许可生产厂家也替代PVC泡沫作为叶片芯材。已停产。目前主要的生产厂家是戴铂(Diab)公司英国于1943年首先制成聚苯乙烯泡沫属于热塑的Divinycell和Klegecell系列PVC泡沫及艾瑞柯斯性泡沫，1944年美国陶氏化学有限公司用挤出法大湖南省重大科技专项资助项目(编号：No．2O09FJl0o2)作者简介：刘魁，男，1980年生，工程师，硕士，研究方向为风电叶片材料性能研究。liukui@teg．cn第39卷第11期刘魁：风

7、电叶片玻璃钢／复合材料夹层结构的泡沫芯材·105·批量地生产聚苯乙烯泡沫，最大挤出宽度可以达到8o600mm，挤出厚度可达到100mill。目前陶氏公司针60对叶片芯材主要有COMPAXX700。X和COMPAXX900。X两款型号的泡沫，其中COMPAxx700-X在苏枣4o司兰、中科宇能和重庆通用等叶片公司开始使用，主藏20要用作叶片的剪切腹板的夹芯泡沫。PET泡沫是最近几年才开始研制生产的泡沫，属Ⅳcs^NPsPFr于热塑性泡