兩種大型風力發電葉片用真空灌注環氧樹脂的對比分析

　　風能是一種清潔而穩定的可再生資源，在環境污染和溫室氣體排放日益嚴重的今天，風力發電作為全球公認可以有效減緩氣候變化、提高能源安全、促進低碳經濟增長的方案，得到各國政府、投融資機構、技術研發機構、項目運營企業等的高度關注。相應地，風電也成為近年來世界上增長最快的能源，我國風電年度新增裝機容量更是連續保持世界第一，累計裝機容量也一舉躍升至世界第一，成為名副其實的風電大國。葉片是風力發電機中最基礎和關鍵的部件，對風力機組的發電效率、運行安全起著至關重要的作用，其良好的設計、穩定的質量和優越的性能是保證風電機組正常運行的重要因素，其成本為整個機組成本的15% —— 20%，風機葉片的逐漸大型化、輕量化、低成本化已成為風電行業發展的必然趨勢。
　　
　　基體材料在復合材料中起著粘結、支持、保護增強材料和傳遞應力的作用，主要包括不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂和乙烯基酯樹脂，直接關系到葉片的工作溫度、耐環境性能及成型工藝，其中環氧樹脂具有形式多樣化、固化收縮小和性能好等一系列優異的特點，是目前國內風機葉片最常用的樹脂。風機葉片的不斷大型化對樹脂的長操作時間、低放熱峰和高性能等提出了更高的要求。
　　
　　目前國內大型風電葉片用的環氧樹脂主要是由國外知名公司( 如漢森、亨斯曼、陶氏和巴斯夫等)提供，為了能夠順應風電葉片的進一步大型化發展趨勢和降低原材料成本，國內在環氧樹脂國產化方面做了卓有成效的研究。國產高性能環氧樹脂體系MEＲICAN 3311A/B 具有室溫粘度低、適用期長、放熱峰低、中溫固化快且性能優異等特點。本文系統地研究了MEＲICAN 3311A/B 環氧樹脂體系的工藝、固化和機械性能等，并與市場上口碑較好的某進口產品進行了同等條件下的實驗對比。
　　
　　02實驗
　　
　　2. 1 材料
　　
　　MEＲICAN 3311A 雙酚A 型環氧樹脂、MEＲICAN3311B 改性胺類固化劑: 工業級，華東理工大學華昌聚合物有限公司; 進口環氧樹脂體系——亨斯邁環氧樹脂Araldite  LY1572、改性胺類固化劑Aradur3486: 工業級。
　　
　　2. 2 儀器
　　
　　旋轉式粘度測試儀: 美國Brookfield LV DV-Ⅱ;精密電子萬能材料試驗機: 英斯特朗( 上海) 試驗設備貿易有限公司，型號為INSTＲON3382; 示差掃描量熱儀: 美國TA 儀器，型號為DSCQ20; 恒溫恒濕箱: 重慶五環試驗儀器有限公司，型號為HTP002; 溫度記錄儀: 上海亞度電子科技有限公司。
　　
　　2. 3 試驗方法
　　
　　放熱峰曲線測試: 將100 g 樹脂和固化劑按照一定的質量比進行充分混合后，置于一定溫度和濕度下的恒溫恒濕箱中，并插入溫度記錄儀，測試杯中溫度隨時間的變化曲線。
　　
　　熱臺凝膠時間測試: 將樹脂和固化劑按照配比混勻，取1——2 g 混合液滴于一定溫度的熱臺上，開始計時，直至樹脂混合液由流動的液態狀轉變為可拉絲的狀態，所需的時間即為熱臺凝膠時間。機械性能測試: 將一定量的樹脂和固化劑按照配比混合均勻，真空充分脫泡之后，注入模具中制板，并在80 ℃烘箱中固化8 h，冷卻至室溫后取出，按照ISO 527 和ISO 178 標準進行裁樣，每個裁6——8樣條( 包括拉伸和彎曲試樣) ，然后在萬能試驗機上進行測試，其中拉伸速度為1 mm/min，彎曲速度為2 mm/min。