譚伯楊，閆美娟

（明陽(yáng)智慧能源集團(tuán)股份公司，中山 528437）

0 前言

風(fēng)電葉片主梁在葉片結(jié)構(gòu)中作為主要承力部件［1-4］，其生產(chǎn)制造的原材料質(zhì)量穩(wěn)定性尤其重要。在拉擠板生產(chǎn)過(guò)程中，需在樹(shù)脂中添加內(nèi)脫模劑以改善其生產(chǎn)工藝性［5］。內(nèi)脫模劑在樹(shù)脂固化過(guò)程中，會(huì)逐漸潛移或殘留在拉擠板表面［6］。通常在其表面增加一層脫模布，以避免過(guò)多內(nèi)脫模劑在拉擠板表面殘留。但脫模布的使用會(huì)給產(chǎn)品帶來(lái)脫粘、夾嵌、殘留等質(zhì)量問(wèn)題，加大了拉擠板生產(chǎn)和葉片制造的難度，同時(shí)增加了葉片制造成本，帶來(lái)大量固廢。

近年來(lái)，開(kāi)發(fā)的一款通過(guò)去除脂類(lèi)內(nèi)脫模劑，達(dá)到免除脫模布的拉擠板產(chǎn)品，可以避免脫模布帶來(lái)的質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)降低生產(chǎn)難度和材料成本。本文研究了無(wú)脫模布玻纖拉擠板的性能，以評(píng)估在風(fēng)電葉片主梁上使用的風(fēng)險(xiǎn)，主要通過(guò)拉擠板本體靜態(tài)力學(xué)性能、界面性能和彎曲疲勞性能等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料

帶脫模布/無(wú)脫模布玻纖拉擠板：振石集團(tuán)華美新材料有限公司；

環(huán)氧樹(shù)脂LT5078A/B-3：惠柏新材料科技（上海）股份有限公司；

玻纖織物E8-UD1250和E-BIAX200-390：浙江恒石纖維基業(yè)有限公司；

另有導(dǎo)流網(wǎng)、脫模布、密封膠帶及VAP透氣膜等灌注輔材自制。

1.2 儀器設(shè)備

萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)：INSTRON 3369

疲勞試驗(yàn)機(jī)：MTS 370

1.3 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

ISO 527 Plastics-Determination of tensile properties 塑料 拉伸性能的測(cè)定；

ISO14126 Fibre-reinforced plastic composites-Determination of compressive properties in the by inplane direction 纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料 平面壓縮性能的測(cè)定；

ISO14125 Fibre-reinforced plastic composites-Determination of flexural properties纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料 彎曲性能的測(cè)定；

ISO14130 Fibre-reinforced plastic composites-Determination of apparent interlaminar shear strength by short -beam method纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料 短試片法測(cè)定表觀層間剪切強(qiáng)度；

ASTM D7078 Standard Test Method for Shear Properties of Composite Materials by V-Notched Rail Shear Method 復(fù)合材料V型缺口剪切性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)方法；

ISO 13003 Fibre-reinforced plastic composites-Determination of fatigue properties under cyclic loading conditions 纖維增強(qiáng)塑料 循環(huán)載荷條件下疲勞性能的測(cè)定；

GB/T 7124 膠粘劑 拉伸剪切強(qiáng)度的測(cè)定（剛性材料對(duì)剛性材料）。

1.4 本體靜態(tài)測(cè)試

通過(guò)測(cè)試對(duì)比帶脫模布玻纖拉擠板和無(wú)脫模布玻纖拉擠板的本體性能，以評(píng)估兩者的靜態(tài)性能差異，具體測(cè)試項(xiàng)目如表1：

表1 拉擠板本體靜態(tài)測(cè)試項(xiàng)目

1.5 拉擠板界面測(cè)試和彎曲疲勞測(cè)試

通過(guò)對(duì)比帶脫模布玻纖拉擠板和無(wú)脫模布玻纖拉擠板的界面測(cè)試和彎曲疲勞測(cè)試，以評(píng)估兩者界面性能的差異，具體測(cè)試項(xiàng)目如表2：

表2 拉擠板界面測(cè)試和彎曲疲勞測(cè)試

2 測(cè)試結(jié)果及分析

2.1 拉擠板本體靜態(tài)測(cè)試

帶脫模布玻纖拉擠板和無(wú)脫模布玻纖拉擠板的本體性能測(cè)試結(jié)果如表3：

表3 本體性能測(cè)試結(jié)果

由表3可知，帶脫模布玻纖拉擠板和無(wú)脫模布玻纖拉擠板本體性能相當(dāng)，無(wú)明顯下降或提高的趨勢(shì)，說(shuō)明通過(guò)去除內(nèi)脫模劑對(duì)拉擠板本體性能影響不大。

2.2 拉擠板層間靜測(cè)試

帶脫模布玻纖拉擠板和無(wú)脫模布玻纖拉擠板的層間性能測(cè)試結(jié)果如表4：

表4 層間性能測(cè)試結(jié)果

由表4可知，帶脫模布玻纖拉擠板和無(wú)脫模布玻纖拉擠板層間性能相當(dāng)，無(wú)明顯下降或提高的趨勢(shì)。雖然無(wú)脫模布玻纖拉擠板去除了脫模布，層間結(jié)合面積減少，一定程度會(huì)減弱層間的結(jié)合力，但通過(guò)去除內(nèi)脫模劑，降低了內(nèi)脫模劑對(duì)界面結(jié)合力的削弱，故去除脫模布后玻纖拉擠板層間依然保持良好的結(jié)合。

2.3 拉擠板彎曲疲勞測(cè)試

帶脫模布玻纖拉擠板和無(wú)脫模布玻纖拉擠板的彎曲疲勞測(cè)試結(jié)果如表5：

表5 彎曲疲勞測(cè)試結(jié)果

帶脫模布玻纖拉擠板彎曲疲勞測(cè)試樣件破壞圖片如圖1，無(wú)脫模布玻纖拉擠板彎曲疲勞測(cè)試樣件破壞圖片如圖2：

圖1 帶脫模布玻纖拉擠板破壞形式

圖2 無(wú)脫模布玻纖拉擠板破壞形式

由表5可知，無(wú)脫模布玻纖拉擠板相對(duì)帶脫模布玻纖拉擠板彎曲疲勞M值有所下降，但同一應(yīng)力水平循環(huán)次數(shù)相對(duì)更高。

由圖1和圖2可知，從破壞形式看，彎曲疲勞主要破壞形式為第一層拉擠板的壓縮破壞和第二次拉擠板的拉伸破壞。說(shuō)明玻纖拉擠板多層組合時(shí)，彎曲疲勞的破壞主要取決于拉擠板本體的拉伸和壓縮疲勞強(qiáng)度。

3 結(jié)論

無(wú)脫模布玻纖拉擠板相較帶脫模布玻纖拉擠板性能無(wú)明顯下降的趨勢(shì)，在風(fēng)電葉片主梁上應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)較低，在葉片廣泛推廣尚待全尺寸葉片的測(cè)試驗(yàn)證。未來(lái)在成本和環(huán)保雙重壓力下，無(wú)脫模布玻纖拉擠板在風(fēng)電葉片上的應(yīng)用具有廣闊的發(fā)展空間。