几种大型风力发电叶片用环氧树脂复合材料的对比分析

将风电叶片用真空灌注型环氧树脂体系MERICAN 3311A/B与同类两款产品进行了对比分析,研究了三种树脂体系对玻纤的浸润性;采用真空导入成型技术制备了复合材料板,并对复合材料的力学性能进行了研究。结果表明,MERICAN3311A/B粘度低、浸润性良好、FRP力学性能高,与纤维的匹配性良好,达到甚至某些方面已超越国内外同类进口产品的水平,能够满足风电叶片对树脂的性能要求。     

快速固化环氧树脂/碳纤维复合材料的性能

利用差示扫描量热分析仪研究了一种快速固化环氧树脂体系的固化工艺参数,确定了以真空辅助树脂灌注工艺制备快速固化环氧树脂/碳纤维复合材料的成型方法,并与常规固化环氧树脂体系制备的碳纤维复合材料进行对比,采用傅里叶变换红外光谱仪对两种材料的树脂基体进行了分析,考察了两种复合材料的纤维含量、孔隙率及力学性能,最后通过扫描电子显微镜观察了快速固化树脂基体与碳纤维的界面结合性。结果表明,快速固化树脂在99℃下固化6 min后固化度可达96%,能够大幅缩减碳纤维复合材料的成型时间,以其制备的碳纤维复合材料拉伸强度比常规固化环氧树脂复合材料高11.20%,弯曲强度高16.92%,纵横剪切强度高7.44%,快速固化树脂与碳纤维界面结合性良好。     

碳纤维增强环氧树脂复合材料的液体成型及其性能研究

本文研究了不同温度下RIM145树脂的粘度和适用期,分析了不同温度下RIM145树脂和碳纤维单丝之间的浸润性;并以碳纤维单向布为增强材料,采用真空辅助灌注成型工艺制备了碳纤维增强环氧树脂(CF/EP)复合材料,研究了复合材料的力学性能,对层间剪切试样剖断面形貌进行了SEM分析,并研究了使用VAP单向透气膜辅助真空灌注成型工艺对CF/EP复合材料厚制件灌注质量的影响。研究结果表明,RIM145树脂基体在50~70℃粘度低、适用期长且树脂与碳纤维单丝之间的浸润性良好,适用于CF/EP复合材料的真空辅助灌注成型工艺;灌注的CF/EP具有良好的力学性能,树脂和纤维具有中等粘结强度界面,采用VAP单向透气膜辅助真空辅助灌注成型工艺可降低CF/EP复合材料的孔隙率。     

风电叶片用碳/玻层内混杂复合材料湿热老化性能

为研究风电叶片用层内混杂碳纤维和玻璃纤维织物增强环氧树脂复合材料在湿热环境下的性能变化,采用真空辅助树脂灌注(VARI)成型工艺制备碳/玻层内混杂复合材料层压板,研究了VARI成型层内混杂复合材料在湿热老化后的界面结构与力学性能的变化规律.结果表明,湿热老化后的层内混杂复合材料中的环氧树脂发生部分水解,树脂含量显著降低...     

风电叶片用真空导入型聚氨酯的性能分析

系统分析了以降低风电叶片成本为目标开发的真空导入型聚氨酯树脂,分别进行了粘度特性、工艺窗口、固化特性和力学性能的分析。分析表明该树脂体系与常用环氧树脂体系相比具有初始粘度低、进胶速率大、韧性高和粘接性能好等优点,表现为灌注时间的缩短、层合板抗压缩性能和横向性能的提高。将这一树脂体系应用于风电叶片主承力结构的制造,通过提高纤维体积含量,可进一步降低叶片的生产成本。     

风力发电机叶片用环氧树脂复配体系的研究

采用CYD-128(E1)、双酚F环氧树脂(E2)、己二醇二缩水甘油醚(E3)为主要原材料配制可用于真空灌注的环氧树脂体系,通过粘度和拉伸、弯曲性能测试及示差扫描量热分析研究了树脂体系的流变特性,固化物力学性能和耐热性。结果表明,E1,E2,E3的质量比为65∶15∶20,固化剂为CYDHD-501,固化条件为70℃/6 h时,体系初始粘度较低,工艺性好,固化后力学性能、热性能优异,能够满足1.5 MW风电叶片用环氧树脂指标要求。     

风电叶片用真空灌注树脂体系的研究

本文研制了一种风电叶片用真空灌注环氧树脂体系。分别使用旋转粘度计、万能材料力学试验机、差示扫描量热仪对环氧树脂体系及其固化物的工艺性能、力学性能、热性能等进行了表征。通过叶片灌注模拟及层合板性能检测对该环氧树脂体系与玻璃纤维的匹配性进行了表征。结果表明,该环氧树脂体系具有粘度低、工艺操作性好、力学性能及热性能优异、纤维匹配性好等优点,可用于风力发电叶片的制备。     

一种高温环氧树脂的工艺及力学性能

对比研究了国产MERICAN 3768和国外CYCOM 890 RTM两种高温环氧树脂的工艺性和力学性能。同时选取典型航空结构,采用双轴向碳纤维织物和真空灌注工艺制备了对比零件。结果表明,国产MERICAN 3768树脂的浸润性、流变固化特性和力学性能均与国外CYCOM 890 RTM树脂相当,均具有优异的工艺性和力学性能,与纤维匹配性好,满足航空应用对树脂的要求。     

两种大型风力发电叶片用真空灌注环氧树脂的对比分析

针对大型风电叶片用真空灌注型环氧树脂体系,将国产高性能环氧树脂体系MERICAN 3311A/B与国外同类某产品进行了同等实验条件下的对比分析,分别考察了两种树脂体系的基本特性、增黏曲线、放热峰、凝胶时间和机械性能等。结果表明,该环氧树脂体系具有粘度低、适用期长、放热峰低、中高温固化快且固化物机械性能高等优点,符合GL认证的相关要求,并且已经达到甚至在某些方面已超越国外同类进口产品的水平,可完全满足大型风电叶片用真空灌注型树脂的要求。     

大型碳纤维结构件用真空导入环氧树脂的对比分析

应用真空导入成型技术制作大型碳纤维复合材料结构件是大型化风电叶片制造技术的一个重要发展方向。由于碳纤维预成型体的可渗透性远远低于玻纤预成型体,因此具有特殊性能的环氧树脂是这一技术成功的关键。本文系统分析了三种专用环氧树脂体系的适用期、固化行为和力学性能,并与普通玻纤用环氧树脂进行了对比。分析结果表明,三种专用树脂的适用期长短不一,但都大于普通树脂;环氧酸酐体系固化过程中性能建立慢的特点,使其在大型结构件的应用中存在风险;预成型体预热有助于获得高纤维体积含量和力学性能更佳的碳纤维复合材料。     

基于NOL环的高性能纤维与环氧树脂的匹配性研究

纤维与树脂的界面对复合材料的整体力学性能有着显著的影响。基于NOL环的宏观力学测试一般被用来反映复合材料的界面粘结性能,因此适用于评价纤维与树脂之间的宏观力学性能匹配性。为了探究高性能碳纤维T700SC、T800HB及高强玻璃纤维与环氧树脂的宏观力学性能匹配性,本研究首先根据GB/T 1458—2008国家标准制备NOL环试样,再借助NOL环的拉伸和层间剪切强度测试分析了高性能纤维与环氧树脂不同匹配组合宏观力学性能差异的原因,并寻找出最佳匹配组合。结果表明:玻璃纤维与环氧树脂的界面存在最佳的粘结强度,而且不同粘结强度导致拉伸强度和破坏机理不同,而碳纤维复合材料界面性能较差,容易分层破坏;T800HB与环氧树脂的宏观力学匹配性优于T700SC,环氧树脂力学性能、碳纤维的表面微观结构与性质以及环氧树脂与碳纤维之间的相互作用关系是影响界面粘结性能的根本原因。该研究在高性能纤维单向复合材料的材料选择与设计方面具有现实意义。     

风电叶片用聚氨酯模内胶衣的工艺适用性研究

模内涂装是提高风电叶片涂装效率的一种有效方式。相比模外涂层体系,风电叶片用模内涂层体系在工艺性能方面有一些特殊性要求。研究了三种聚氨酯模内胶衣在风电叶片中的工艺适用性,通过可操作性、占模时间、与玻璃钢之间的附着力、在实际叶片模具上的脱模性能以及脱模后对其覆盖的玻璃钢中灌注缺陷的可观察性等性能研究发现,其中两种聚氨酯模内胶衣适用于风电叶片的生产工艺过程。     

聚三唑酯树脂的合成及其性能

通过酯化反应合成丁二酸二炔丙醇酯(DPS)、间苯二甲酸二炔丙醇酯(DPIP)、对苯二甲酸二炔丙醇酯(DPP),与三官能团叠氮化合物(TAMTMB)反应,制备了3种热固性聚三唑酯(PTAE)树脂,研究了树脂的加工特性、固化行为、树脂固化物的力学性能,制备和表征了T700单向碳纤维增强PTAE树脂复合材料。结果表明,PTAE树脂具有良好的加工性能,可在较低温度(80℃)下固化;固化后的PTAE树脂的玻璃化转变温度(Tg)受主链结构影响,3种树脂的Tg均高于140℃,浇铸体弯曲强度高于170 MPa,T700单向纤维增强PTAE树脂复合材料的常温弯曲强度高于1500 MPa。     

特种酚醛树脂基烧蚀复合材料的研究

对T-700碳纤维(T-700CF)、特种玻璃纤维(HSGF)、S-2高强玻璃纤维(S-2GF)、连续玄武岩纤维(CBF)的基本力学性能和热性能进行了研究和对比,同时对T-700CF、HSGF、S-2GF、CBF增强特种酚醛树脂1(PR1)复合材料的力学性能和烧蚀性能进行了对比,探讨了PR1/CBF的烧蚀机理。结果表明,PR1/T-700CF的弯曲性能和烧蚀性能最佳;PR1/CBF次之,能够取代PR1/S-2GF和PR1/HSGF;PR1/CBF的氧-乙炔烧蚀过程中主要存在着材料吸热、基体材料与气流的热化学反应、热辐射效应、增强材料的熔化和升华、高速粒子和气流冲刷、机械剥离等烧蚀机理。     

风力发电机叶片用环氧乙烯基酯树脂

简述了国内外风力发电发展概况及风机叶片成型工艺及要求,研制了风力发电机叶片用MFE-VARIM-200环氧乙烯基酯树脂,对该树脂的粘度、凝胶时间、固化收缩率及固化物的力学性能等进行了测试。结果表明,该液体树脂的粘度(25℃)<0.2 Pa.s,凝胶时间(随环境温度调节引发剂用量)>2 h,线收缩率<0.3%,可以满足真空灌注成型工艺的要求,固化物的力学性能可满足风力发电机叶片对基体树脂的要求。     

环氧改性聚碳酸酯单向纤维复合材料研究

采用Ｅ－５１环氧树脂改性聚碳酸酯，研究其单向Ｅ－玻璃纤维、单向碳纤维Ｔ３００、Ｍ４０复合材料。结果表明，改性后的聚碳酸酯复合材料（ＰＣＣＭ）的层间剪切强度等性能明显提高，玻纤复合材料提高幅度最大。纤维－基体界面粘接良好。     

风机叶片用单向碳纤维预浸料性能研究

为了提高风机功率,叶片的长度不断增加,因此碳纤维在风机叶片中的应用成为了必然趋势。本文研究了三种单向碳纤维预浸料的拉伸、弯曲、压缩以及纵横剪切性能,通过性能测试和断口微观观察分析发现,三种碳纤维/环氧树脂预浸料的纤维和树脂在性能上存在一定的差异,为合理选用风机叶片材料提供了一定的实验基础。