【速記】2016風電葉片復合材料——大葉片結(jié)構(gòu)膠的關鍵問題研究

Olin集團吉明磊/風電結(jié)構(gòu)膠技術經(jīng)理

　　大家對OLIN集團不是非常熟悉，因但是對陶氏化學不陌生，現(xiàn)在OLIN和陶氏進行了合并，  新的OLIN集團包含了原來陶氏環(huán)氧樹脂精髓，進一步增大了上游整合力度。其實OLIN集團在全球有12個大的生產(chǎn)基地，對以后希望走出國門風電客戶來說，我們也可以保證全球穩(wěn)定統(tǒng)一的供貨。

　　我的報告主要分四個方面，主要是質(zhì)量控制，其次斷裂韌性研究，第三是模擬與仿真，第四是實驗室檢測能力。

　　首先是質(zhì)量，OLIN質(zhì)量控制從最早期氯氣一直可以執(zhí)行到終端的產(chǎn)品，我們的原料是自給自足。我們對每一批環(huán)氧樹脂產(chǎn)品進行分析，大家都比較關心結(jié)構(gòu)膠的開裂問題，對開裂問題，大家都比較注意斷裂韌性的評價，在評價之前，考慮到結(jié)構(gòu)膠本身的制樣的困難，我們在實驗室開發(fā)出了制樣的工藝，通過CNC的加工，可以得到測試的樣條，通過制樣的方式得到本體的拉伸樣條，剪切樣條，數(shù)據(jù)都比較穩(wěn)定，滿足了我們對數(shù)據(jù)穩(wěn)定性的要求。

　　如何提高環(huán)氧樹脂抗開裂的性能，始終是一個研究的方向，業(yè)內(nèi)引入斷裂韌性的指標評價抗開裂的指標，通過增韌的手段，不會吸引耐熱性，但是增柔，增柔體系高溫彈力模量下降趨勢下降明顯。增柔的技術對提高疲勞效能非常有利，有一些玻璃鋼的行業(yè)，他們系統(tǒng)性評估過斷裂韌性高的體系和低的體系。測試的時候右邊的圖是測試的樣條和使用的情況，測試過程當中需要原味觀測和裂紋伸展的速度，通過計算得到等效彎曲模量和長度，最后得到了二型斷裂韌性。

　　我們選擇了三種不同的玻璃化，我們研究不同的增韌情況下，結(jié)構(gòu)如何變化，我們選擇了三種不同的材料來進行比較，我們可以看到對于不同玻璃化溫度結(jié)構(gòu)膠下，破壞發(fā)生在基材界面上。集材所用的灌注樹脂的和玻纖先于結(jié)構(gòu)膠出現(xiàn)了失效這個在50度的情況。對于玻璃化溫度的結(jié)構(gòu)膠，由于玻璃化溫度偏移更加大，因此它在基材出現(xiàn)破壞的同時，本體膠的部分也出現(xiàn)一定的拓展。我們也評估增韌增柔的影響，通過增柔的條件往往可以提高破壞時的能量，但是很難降低裂紋生長的速度。

　　對二型斷裂韌性的后續(xù)工作考慮，粘接層厚度的差異，粘接厚度1毫米至10毫米，  上下基材對稱性，壓力面和受力面剛度的差異，低溫條件下性能的變化。

　　除了斷裂韌性研究之外，我們著力于結(jié)構(gòu)膠系統(tǒng)模擬與方針，OLIN積累非常龐大的數(shù)據(jù)，我們把數(shù)據(jù)整合在內(nèi)部數(shù)據(jù)庫，通過產(chǎn)品開發(fā)平臺，我們對產(chǎn)品物理性能都可以進行模擬和仿真，我們模擬合模過程流變的過程，右側(cè)是不同粘接質(zhì)量下應力的模擬，這些都是研究的主題。

　　對整個葉片來說，我們也進行了結(jié)構(gòu)膠有限元建模。實驗室為了支持整個產(chǎn)品開發(fā)，必須要有強大的測試和悶熱能力作為手段，這個是大概測試和能力的介紹。實驗室有不同的流變儀來進行結(jié)構(gòu)膠的流變測試，左邊常規(guī)一個穩(wěn)態(tài)的黏度的變化，往往信息給的不是非常多。我們可以預測結(jié)構(gòu)膠在不同溫度下流化性能的變化。

　　我們除了靜態(tài)力學測試，我們也有動態(tài)力學測試的條件。為什么強調(diào)材料TG對力學性能的影響。我們有很想的微觀形貌分析，右邊斷面的分析，我們可以確認碳纖維的好壞，我們希望整個實驗室能夠完全服務于我們的客戶，也希望在座有機會去上海研發(fā)中心進行技術交流和探討。謝謝！