盡管葉片不斷向大型化發(fā)展,尤其是針對海上風場的應用,但眾多葉片的生產和設計。仍在采用玻璃纖維增強復合材料(GFRP)。通常這些葉片都選用熱固的樹脂基體材料。在葉片技術發(fā)展的初期,人們采用不飽和聚酯(UP)制造相對較小的葉片;伴隨著風力發(fā)電機尺寸越來越大,環(huán)氧樹脂卻幵始廣泛地用于葉片生產,盡管其價格比不飽和聚酯UP)高很多。
之所以如此,主要有以下原因。首先,使用的不飽和聚酯需加入一定量的苯乙烯以降低樹脂粘度和提高樹脂反應活性,這造成了苯乙烯的揮發(fā)和同化收縮的上升(5%-8%)。由于其收縮過程史大程度上發(fā)生在樹脂固化后階段,聚酯復合材料有更高的內應力(放熱也相對偏高),這會造成材料強度和疲勞壽命的降低。其次,當時開模工藝還很普遍,當采用開模工藝時,需要采取通風措施以及時吸走揮發(fā)的苯乙烯氣體,這增加了工藝過程中的能耗。
與聚酷相比.環(huán)氧樹脂的固化收縮串僅為2%-5%,內應力很低;同時環(huán)氧樹脂與玻璃纖維有非常好的黏結性能。這使得環(huán)氧樹脂在靜態(tài)力學性能上有很大的優(yōu)勢,如樹脂斷裂應變、復合材料的層間剪切強度(ILSS)等。不僅如此,環(huán)氧復合材料的疲勞性能(表現為S-N曲線的斜率)也公認的優(yōu)于聚酯復合材料。
目前,人們似乎又開始傾向采用不飽和聚酯生產葉片,包括乙烯基樹脂(VE)也越來越多的被關注。乙烯堪樹脂在化學結構和力學性能上介于不飽和聚酯和環(huán)氧樹脂之間,但價格比環(huán)氣樹脂便宜.操作也比環(huán)氧樹脂簡易。
除了基體樹脂,膠黏劑在葉片生產中也是非常1:要的角色,對其性能要也非常高。一個可用的膠黏劑必須具備如下幾項重要的功能:首先它必須能夠很好的粘掊葉片的前后緣及葉片主桅結構和蒙皮,因此,它經常要黏接間距達30 m的表面,這要求它的收縮必須非常小,只有這樣才能承受因收縮引起的多維應力。其次,從技術上說,它還要具備優(yōu)異的操作特性。膠黏劑的反應周期與葉片模具的工作周期要緊密吻合,不僅要有很好的斷裂韌性,還要具備與樹脂差不多的玻璃化溫度。采用環(huán)氧膠黏劑是滿足這些要求并顢利取得相關認證的有效方法。
之所以如此,主要有以下原因。首先,使用的不飽和聚酯需加入一定量的苯乙烯以降低樹脂粘度和提高樹脂反應活性,這造成了苯乙烯的揮發(fā)和同化收縮的上升(5%-8%)。由于其收縮過程史大程度上發(fā)生在樹脂固化后階段,聚酯復合材料有更高的內應力(放熱也相對偏高),這會造成材料強度和疲勞壽命的降低。其次,當時開模工藝還很普遍,當采用開模工藝時,需要采取通風措施以及時吸走揮發(fā)的苯乙烯氣體,這增加了工藝過程中的能耗。
與聚酷相比.環(huán)氧樹脂的固化收縮串僅為2%-5%,內應力很低;同時環(huán)氧樹脂與玻璃纖維有非常好的黏結性能。這使得環(huán)氧樹脂在靜態(tài)力學性能上有很大的優(yōu)勢,如樹脂斷裂應變、復合材料的層間剪切強度(ILSS)等。不僅如此,環(huán)氧復合材料的疲勞性能(表現為S-N曲線的斜率)也公認的優(yōu)于聚酯復合材料。
目前,人們似乎又開始傾向采用不飽和聚酯生產葉片,包括乙烯基樹脂(VE)也越來越多的被關注。乙烯堪樹脂在化學結構和力學性能上介于不飽和聚酯和環(huán)氧樹脂之間,但價格比環(huán)氣樹脂便宜.操作也比環(huán)氧樹脂簡易。
除了基體樹脂,膠黏劑在葉片生產中也是非常1:要的角色,對其性能要也非常高。一個可用的膠黏劑必須具備如下幾項重要的功能:首先它必須能夠很好的粘掊葉片的前后緣及葉片主桅結構和蒙皮,因此,它經常要黏接間距達30 m的表面,這要求它的收縮必須非常小,只有這樣才能承受因收縮引起的多維應力。其次,從技術上說,它還要具備優(yōu)異的操作特性。膠黏劑的反應周期與葉片模具的工作周期要緊密吻合,不僅要有很好的斷裂韌性,還要具備與樹脂差不多的玻璃化溫度。采用環(huán)氧膠黏劑是滿足這些要求并顢利取得相關認證的有效方法。