復合材料風電葉片專用樹脂體系流變特性

武淑要 張莉花

國電聯合動力技術（保定）有限公司 河北保定 071000

1 風電葉片專用樹脂簡要概述

因為風電葉片專業樹脂成本低，對環境友好的，并適于整體模制的，所以這種復合構件的樹脂用于風力渦輪機葉片，而且與此同時，它將被廣泛用于大型整體規模復合材料風力渦輪機葉片。此方法的原理是將所有剛性模具的側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引入真空模塑的過程，利用真空抽吸負性氣體，其中樹脂浸漬纖維織物和滲透和固化，成型的復合部件根據特定的低粘度來實現，特別地，由于樹脂在因特網上的的流變行為過程中，要求低粘度性能，當在平臺注入空腔以確保徹底潤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間周期。 研究最佳粘度范圍系統表示為100，另外，以滿足大尺寸的復合模塑件的要求，并以確保樹脂能充分浸漬的纖維增強劑中，低粘度保留時的樹脂應大于30分鐘后，即形成VIMP。

2 風電葉片專用樹脂主要特點

復合材料在風力發電，主要用于風力渦輪機葉片的復合片機艙罩護罩，其中葉片的最大數量的應用，復合風扇葉片在比強度和剛度比具有合理葉片翼型設計沒有金屬材料，先進的高品質的材料相媲美的優點，具有穩定的結構，耐疲勞性，耐腐蝕技術相結合，可靠地承受葉片葉片風力負載重量，離心腐蝕，高溫不同時刻給定的葉片，性能優良。目前，根據制造葉片的密鑰材料葉片材料要求，具體如下:光的比例，必須依靠進口，不然會嚴重制約了最佳的疲勞強度和中國的風力渦輪機葉片制造產業核心的機械性能，能夠經受住風暴等極端影響力，說明葉片材料的競爭力有待提高。所有制造商面臨著葉片的成本壓力，迫使負載到整個發電系統的良好的穩定性。Uv截止腐蝕需要成本低，生產相同的材料體系，這種方法生產出來的葉片具有良好的性能。它的照射和雷擊的性能好，維護費用低。國內外公司進口葉片和導向葉片相比，所有的金屬材料與基質樹脂，復合材料風扇葉片有一個企業，國內大型樹脂市場需求量大，周期長的進口，導致刀片刀片材料，促進大型風力發電的定位，我們的一些企業以市場為導向，積極與國內，國外高等院校，科研機構的葉片制造燕產學研合作，大規模定性的發展，成本是一個必然的趨勢。

3 工藝樹脂所需的低黏度平臺特性案例分析

研究風力渦輪機葉片的流變學性質的特定的不飽和聚酯樹脂體系，以及建立流變模型，低粘度樹脂預測處理窗口平臺和不同條件下，合理確定工藝窗口和模制的工藝參數VIMP優化的樹脂，并能保證產品質量提供了理論依據。

3.1 實驗案例

在本研究中使用的風力渦輪機葉片樹脂體系由韓國CRAY VALLEY專用LSP-8020B不飽和聚酯樹脂體系提供。德國NETZSCH公司STA449C差動樹脂體系的掃描量熱法固化是一種非等溫DSC監測，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開始溫度，峰值溫度和端部溫度；SNB-2型與科學儀器制造的上海政法學院學報數粘度計和海思科學儀器有限公司爾達JWC-32C精密恒溫槽系統測定樹脂體系的動態黏度時間曲線和恒溫黏度時間曲線。

3.2 結果與討論，DSC分析

在啟動系統的溫度在固化反應的圖。峰值溫度所示的各種加熱速度樹脂體系的動態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峰，增加了下熱釋放，它是一個更典型的室溫固化樹脂體系。

3.3 靜力分析結果

（1）采用殼單元模擬風電葉片計算出葉片總質量、撓度變形與實測結果相對誤差小于10%，證明了該方法在工程應用上的可行性和可靠性。

（2）由于葉根約束方式與試驗（通過螺栓固定）不一致以及計算質量小于實際質量等原因，葉片固有頁OP的計算值略高于實測結果。

（3）采用殼單元計算風電葉片剛度，既可保證計算結果的可靠性又可縮短建模時間提高工作效率，對風電葉片結構分析的實際工程應用具有重要價值。

3.4 動態黏度特性

LSP．8020B樹脂體系的黏度在18C至47C，穩定范圍內可保持在300mPa&aposs以下，基本滿足VIMP工藝要求。當溫度大于47C時，樹脂的黏度急劇上升。忽略升溫過程熱累計效應的情況下，結合DSC分析初步確定樹脂體系的工藝溫度范圍為18-47C，并據此選擇等溫實驗溫度點。

4 結語

LSP．8020B該樹脂系統是一種常溫固化樹脂體系，將反應峰寬，低放熱，低粘度特性的平臺的前樹脂體系的膠凝點是顯而易見的，低粘度平臺保持很長一段時間，和的粘度系統迅速凝膠點上升之后，在相對短的時間交聯固體。有研究表明，基于修改后的2個阿列紐斯粘性模型流變模型可以很好地描述樹脂系統LsP．8020B的流變行為。體系粘度變化模型的預測結果和實驗結果具有較好的一致性，可以準確地預測VIMP工藝技術平臺窗口低粘度樹脂體系比的VIMP工藝參數的合理開發，確保產品質量，實現工藝參數的全局優化提供了必要的科學依據。