復(fù)合材料風(fēng)電葉片專用樹脂體系流變特性

武淑要 張莉花

國(guó)電聯(lián)合動(dòng)力技術(shù)（保定）有限公司 河北保定 071000

1 風(fēng)電葉片專用樹脂簡(jiǎn)要概述

因?yàn)轱L(fēng)電葉片專業(yè)樹脂成本低，對(duì)環(huán)境友好的，并適于整體模制的，所以這種復(fù)合構(gòu)件的樹脂用于風(fēng)力渦輪機(jī)葉片，而且與此同時(shí)，它將被廣泛用于大型整體規(guī)模復(fù)合材料風(fēng)力渦輪機(jī)葉片。此方法的原理是將所有剛性模具的側(cè)面用一種柔性膜涂覆真空袋，密封在模腔中的纖維材料是根據(jù)引入真空模塑的過程，利用真空抽吸負(fù)性氣體，其中樹脂浸漬纖維織物和滲透和固化，成型的復(fù)合部件根據(jù)特定的低粘度來實(shí)現(xiàn)，特別地，由于樹脂在因特網(wǎng)上的的流變行為過程中，要求低粘度性能，當(dāng)在平臺(tái)注入空腔以確保徹底潤(rùn)濕和平滑填充樹脂纖維樹脂的過程中具有低粘度的樹脂體系保持一定的時(shí)間周期。 研究最佳粘度范圍系統(tǒng)表示為100，另外，以滿足大尺寸的復(fù)合模塑件的要求，并以確保樹脂能充分浸漬的纖維增強(qiáng)劑中，低粘度保留時(shí)的樹脂應(yīng)大于30分鐘后，即形成VIMP。

2 風(fēng)電葉片專用樹脂主要特點(diǎn)

復(fù)合材料在風(fēng)力發(fā)電，主要用于風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的復(fù)合片機(jī)艙罩護(hù)罩，其中葉片的最大數(shù)量的應(yīng)用，復(fù)合風(fēng)扇葉片在比強(qiáng)度和剛度比具有合理葉片翼型設(shè)計(jì)沒有金屬材料，先進(jìn)的高品質(zhì)的材料相媲美的優(yōu)點(diǎn)，具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，耐疲勞性，耐腐蝕技術(shù)相結(jié)合，可靠地承受葉片葉片風(fēng)力負(fù)載重量，離心腐蝕，高溫不同時(shí)刻給定的葉片，性能優(yōu)良。目前，根據(jù)制造葉片的密鑰材料葉片材料要求，具體如下:光的比例，必須依靠進(jìn)口，不然會(huì)嚴(yán)重制約了最佳的疲勞強(qiáng)度和中國(guó)的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片制造產(chǎn)業(yè)核心的機(jī)械性能，能夠經(jīng)受住風(fēng)暴等極端影響力，說明葉片材料的競(jìng)爭(zhēng)力有待提高。所有制造商面臨著葉片的成本壓力，迫使負(fù)載到整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的良好的穩(wěn)定性。Uv截止腐蝕需要成本低，生產(chǎn)相同的材料體系，這種方法生產(chǎn)出來的葉片具有良好的性能。它的照射和雷擊的性能好，維護(hù)費(fèi)用低。國(guó)內(nèi)外公司進(jìn)口葉片和導(dǎo)向葉片相比，所有的金屬材料與基質(zhì)樹脂，復(fù)合材料風(fēng)扇葉片有一個(gè)企業(yè)，國(guó)內(nèi)大型樹脂市場(chǎng)需求量大，周期長(zhǎng)的進(jìn)口，導(dǎo)致刀片刀片材料，促進(jìn)大型風(fēng)力發(fā)電的定位，我們的一些企業(yè)以市場(chǎng)為導(dǎo)向，積極與國(guó)內(nèi)，國(guó)外高等院校，科研機(jī)構(gòu)的葉片制造燕產(chǎn)學(xué)研合作，大規(guī)模定性的發(fā)展，成本是一個(gè)必然的趨勢(shì)。

3 工藝樹脂所需的低黏度平臺(tái)特性案例分析

研究風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的流變學(xué)性質(zhì)的特定的不飽和聚酯樹脂體系，以及建立流變模型，低粘度樹脂預(yù)測(cè)處理窗口平臺(tái)和不同條件下，合理確定工藝窗口和模制的工藝參數(shù)VIMP優(yōu)化的樹脂，并能保證產(chǎn)品質(zhì)量提供了理論依據(jù)。

3.1 實(shí)驗(yàn)案例

在本研究中使用的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片樹脂體系由韓國(guó)CRAY VALLEY專用LSP-8020B不飽和聚酯樹脂體系提供。德國(guó)NETZSCH公司STA449C差動(dòng)樹脂體系的掃描量熱法固化是一種非等溫DSC監(jiān)測(cè)，分別為5C/分鐘，10C/分鐘和15C/MIN3的加熱速率掃描樣品，確定所述樹脂固化反應(yīng)開始溫度，峰值溫度和端部溫度；SNB-2型與科學(xué)儀器制造的上海政法學(xué)院學(xué)報(bào)數(shù)粘度計(jì)和海思科學(xué)儀器有限公司爾達(dá)JWC-32C精密恒溫槽系統(tǒng)測(cè)定樹脂體系的動(dòng)態(tài)黏度時(shí)間曲線和恒溫黏度時(shí)間曲線。

3.2 結(jié)果與討論，DSC分析

在啟動(dòng)系統(tǒng)的溫度在固化反應(yīng)的圖。峰值溫度所示的各種加熱速度樹脂體系的動(dòng)態(tài)LSP-8020B DSC曲線隨著溫度的升高，以及終止所述加熱速率和更高的和更廣泛的反應(yīng)峰，增加了下熱釋放，它是一個(gè)更典型的室溫固化樹脂體系。

3.3 靜力分析結(jié)果

（1）采用殼單元模擬風(fēng)電葉片計(jì)算出葉片總質(zhì)量、撓度變形與實(shí)測(cè)結(jié)果相對(duì)誤差小于10%，證明了該方法在工程應(yīng)用上的可行性和可靠性。

（2）由于葉根約束方式與試驗(yàn)（通過螺栓固定）不一致以及計(jì)算質(zhì)量小于實(shí)際質(zhì)量等原因，葉片固有頁(yè)OP的計(jì)算值略高于實(shí)測(cè)結(jié)果。

（3）采用殼單元計(jì)算風(fēng)電葉片剛度，既可保證計(jì)算結(jié)果的可靠性又可縮短建模時(shí)間提高工作效率，對(duì)風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)分析的實(shí)際工程應(yīng)用具有重要價(jià)值。

3.4 動(dòng)態(tài)黏度特性

LSP．8020B樹脂體系的黏度在18C至47C，穩(wěn)定范圍內(nèi)可保持在300mPa&aposs以下，基本滿足VIMP工藝要求。當(dāng)溫度大于47C時(shí)，樹脂的黏度急劇上升。忽略升溫過程熱累計(jì)效應(yīng)的情況下，結(jié)合DSC分析初步確定樹脂體系的工藝溫度范圍為18-47C，并據(jù)此選擇等溫實(shí)驗(yàn)溫度點(diǎn)。

4 結(jié)語

LSP．8020B該樹脂系統(tǒng)是一種常溫固化樹脂體系，將反應(yīng)峰寬，低放熱，低粘度特性的平臺(tái)的前樹脂體系的膠凝點(diǎn)是顯而易見的，低粘度平臺(tái)保持很長(zhǎng)一段時(shí)間，和的粘度系統(tǒng)迅速凝膠點(diǎn)上升之后，在相對(duì)短的時(shí)間交聯(lián)固體。有研究表明，基于修改后的2個(gè)阿列紐斯粘性模型流變模型可以很好地描述樹脂系統(tǒng)LsP．8020B的流變行為。體系粘度變化模型的預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有較好的一致性，可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)VIMP工藝技術(shù)平臺(tái)窗口低粘度樹脂體系比的VIMP工藝參數(shù)的合理開發(fā)，確保產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的全局優(yōu)化提供了必要的科學(xué)依據(jù)。