環(huán)氧樹(shù)脂F(xiàn)RP紫外老化性能測(cè)試分析

鄧樹(shù)斌，黃有慧

(東方電氣(天津)風(fēng)電葉片工程有限公司 天津300480)

0 引 言

風(fēng)電葉片設(shè)計(jì)可使用壽命是 20年，環(huán)氧樹(shù)脂是最常見(jiàn)的風(fēng)電葉片原材料，因?yàn)橄鄬?duì)于不飽和聚酯樹(shù)脂和乙烯基樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂具有更小的固化收縮，同時(shí)具有更優(yōu)的耐疲勞性能等[1]。風(fēng)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，環(huán)氧樹(shù)脂的抗老化能力對(duì)于風(fēng)電葉片產(chǎn)品長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

目前國(guó)內(nèi)大型風(fēng)電葉片所用的環(huán)氧樹(shù)脂的主要供應(yīng)商有邁圖、巴斯夫和陶氏等跨國(guó)公司以及東汽樹(shù)脂等大陸企業(yè)。其中東汽樹(shù)脂的DQ灌注環(huán)氧樹(shù)脂黏度低、操作時(shí)間長(zhǎng)、力學(xué)性能良好，耐疲勞性能優(yōu)異，已大批量應(yīng)用，共生產(chǎn)約 3000套風(fēng)電葉片并在風(fēng)場(chǎng)穩(wěn)定運(yùn)行[2-3]。東汽樹(shù)脂和Hexion樹(shù)脂都是具有代表性的產(chǎn)品，通過(guò)真空灌注工藝制作樣片[4]，本文對(duì)比測(cè)試了東汽樹(shù)脂體系 DQE-6/DQH-5環(huán)氧樹(shù)脂和Hexion R135/H137樹(shù)脂體系抗紫外老化性能。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原材料及設(shè)備

1.1.1 儀器

紫外老化試驗(yàn)箱QUV-SPRAY，美國(guó)Q-lab；恒溫恒濕試驗(yàn)箱 QTH-1S-D，上海奇珊；萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī) AGIC 100KN，日本島津。

1.1.2 原材料

玻璃纖維雙軸向織物(Saertex，2AX-800-0440)；玻璃纖維雙軸向織物(Saertex，2AX-1200-0660)；玻璃纖維單軸向織物(Saertex，UD-1250-300)；東汽樹(shù)脂體系 DQE-6/DQH-5(100∶30)；Hexion樹(shù)脂體系R135/H137(100∶30)。

1.1.3 GFRP樣片的制作

玻璃纖維織物鋪設(shè)方式如表 1所示。試樣制取工藝參數(shù)：真空灌注，將樹(shù)脂體系灌注至玻璃纖維織物中，環(huán)境溫度 10℃，固化制度 10℃/24h+70℃/8h，以制得試樣半成品；試樣半成品制作完成后，按照試樣測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行加工切割，然后經(jīng)過(guò)120、240目的砂紙打磨。

表1 玻璃纖維織物鋪設(shè)方式Tab.1 Lamination of glass fiber fabrics

1.2 測(cè)試實(shí)驗(yàn)

在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，不同試樣在紫外老化實(shí)驗(yàn)箱中經(jīng)過(guò)3d的紫外老化，測(cè)試?yán)匣昂蟮牧W(xué)性能，用 DQE-6/DQH-5 FRP和Hexion R135/H137樹(shù)脂對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

纖維增強(qiáng)塑料紫外老化測(cè)試參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T14522—1993，GB/T16422—1996。

2 結(jié)果與討論

2.1 紫外老化前性能比較

將不同試樣通過(guò)萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)按照測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 紫外老化前性能對(duì)比Tab.2 Mechanical property of different samples before ultraviolet aging

2.2 紫外老化3d后前后性能比較

將不同試樣放置在紫外老化試驗(yàn)箱中 3d，再通過(guò)萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)按照測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表3和圖1、圖2。

表3 紫外老化3天后前后性能比較Tab.3 Mechanical property of different samples after ultraviolet aging for 3 days

圖1 紫外老化3天后力學(xué)性能對(duì)比(1)Fig.1 Mechanical property(1)of different samples after ultraviolet aging for 3 days

圖2 紫外老化3天后力學(xué)性能對(duì)比(2)Fig.2 Mechanical property(2)of different samples after ultraviolet aging for 3 days

3 結(jié) 論

①單向布 0°方向抗拉強(qiáng)度、模量都有所下降，兩種布的抗彎強(qiáng)度明顯上升，其他性能基本保持不變。樣板可能在紫外老化箱內(nèi)發(fā)生老化和后固化多種作用。

②比較Hexion樹(shù)脂和DQE-6/DQH-5體系在老化后性能數(shù)據(jù)沒(méi)有明顯的優(yōu)劣之別，3d的紫外老化沒(méi)有使2種樹(shù)脂在力學(xué)性能上產(chǎn)生明顯差別。