大型碳纤维结构件用真空导入环氧树脂的对比分析

复合材料科学与工程 ›› 2015, Vol. 0 ›› Issue (5): 11-15.

大型碳纤维结构件用真空导入环氧树脂的对比分析

贾智源^*, 宋秋香, 关晓方

中材科技风电叶片股份有限公司,北京 102101

出版日期:2015-05-28 发布日期:2021-09-13
作者简介:贾智源(1980-),男,博士,高级工程师,主要从事风电叶片原材料评测技术与低成本复合材料成型技术研究。
基金资助:
国家高技术研究发展计划(863计划)资助(2012AA03A205)

INVESTIGATION OF INFUSED EPOXY RESIN SYSTEM USED FOR LARGE SCALE CARBON FIBER REINFORCED PLASTICS

JIA Zhi-yuan^*, SONG Qiu-xiang, GUAN Xiao-fang

Sinomatech Wind Power Blade Co., Ltd., Beijing 102101, China

Online:2015-05-28 Published:2021-09-13

摘要/Abstract

摘要： 应用真空导入成型技术制作大型碳纤维复合材料结构件是大型化风电叶片制造技术的一个重要发展方向。由于碳纤维预成型体的可渗透性远远低于玻纤预成型体,因此具有特殊性能的环氧树脂是这一技术成功的关键。本文系统分析了三种专用环氧树脂体系的适用期、固化行为和力学性能,并与普通玻纤用环氧树脂进行了对比。分析结果表明,三种专用树脂的适用期长短不一,但都大于普通树脂;环氧酸酐体系固化过程中性能建立慢的特点,使其在大型结构件的应用中存在风险;预成型体预热有助于获得高纤维体积含量和力学性能更佳的碳纤维复合材料。

关键词: 碳纤维, 环氧树脂, 风电叶片, 真空导入

Abstract: Application of vacuum infusion molding technology for large-scalecarbon fiber composite material structure is an important developing direction of large-scale wind turbine blade manufacturing technology. Because the carbon fiber preform permeability is much lower than that of the glass fiber preform, epoxy resin with a special performance is a key for infusing large scale carbon fiber preform. This paper systematically studies pot life, curing behavior and mechanical properties of three kinds of typical epoxy resin system, and compared them with those of the common epoxy resin system for glass fiber. The analysis results show that, three kinds of special resins have pot life of varying lengths, but greater than the ordinary resin; building up properties of epoxy anhydride system is slow in the curing process, which is a risk in large-scale structure application; preform preheating contributes to the carbon fiber composite material which can obtain high fiber volume content and better mechanical properties.

Key words: carbon fiber, epoxy resin, wind turbine blade, vacuum infusion

中图分类号:

贾智源, 宋秋香, 关晓方. 大型碳纤维结构件用真空导入环氧树脂的对比分析[J]. 复合材料科学与工程, 2015, 0(5): 11-15.

JIA Zhi-yuan, SONG Qiu-xiang, GUAN Xiao-fang. INVESTIGATION OF INFUSED EPOXY RESIN SYSTEM USED FOR LARGE SCALE CARBON FIBER REINFORCED PLASTICS[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2015, 0(5): 11-15.

参考文献

[1] 戴春晖, 刘钧, 曾竟成, 等. 复合材料风电叶片的发展现状及若干问题的对策[J]. 玻璃钢/复合材料, 2008, (1): 53-56.
[2] 施鹏飞.2014中国风电产业进展与展望[J].中华新能源, 2014.
[3] 袁凯峰. 中国风电发展的思考[R]. 中国电力企业联合会, 2012.
[4] 张晓明. 大型风电叶片产业的现状、机遇和挑战[J]. 风能, 2012,(11):60-65.
[5] 罗益锋. 先进复合材料在高端和一般产业领域的最新发展[J]. 高科技纤维与应用, 2012,37(4):41-48.
[6] 罗永康, 李炜, 胡红, 等. 碳纤维复合材料在风力发电机叶片中的应用[J]. 电网与清洁能源, 2008, 24(5): 53-57.
[7] 牟书香, 陈淳, 邱桂杰, 等. 碳纤维复合材料在风电叶片中的应用[J]. 新材料产业, 2012, 2:25-29.
[8] 李柏松, 王继辉, 邓京兰. 真空辅助RTM成型技术的研究[J]. 玻璃钢/复合材料, 2001,(1): 17-23.
[9] 罗云峰,孙永春,段跃新,等. 薄层化大丝束碳纤维复合材料性能研究[J]. 航空制造技术,2010, 20: 75-78.
[10] Brouwer W D, Vn HerPt E, Labordus M. Vacuum injeciton moulding of large structural applications[J]. Composites Part A, 2003, (34): 551-558.
[11] 陈祥宝. 先进复合材料低成本技术[M]. 北京: 化学工业出版社, 2004. 30-31.
[12] 吕金艳,王雷,柴红梅. 低粘度中温固化环氧树脂体系的基本性能[J]. 玻璃钢/复合材料,2008,4:16-18.
[13] 贾智源, 宋秋香, 王海珍, 等. 碳纤维真空灌注成型用环氧树脂的流变特性分析[J]. 玻璃钢/复合材料, 2013,7:7-10.
[14] 刘卓峰, 肖加余, 曾竟成, 等. 低粘度环氧树脂VIMP工艺性能研究[J]. 国防科学技术大学学报, 2008, 30(5): 20-24.
[15] 杨金水, 肖加余, 曾竟成, 等. 复合材料风电叶片专用树脂体系流变特性[J]. 武汉理工大学学报, 2009, 31(21): 125-128.
[16] 关晓方,宋秋香,贾智源. 促进剂含量对真空导入成型用环氧树脂的影响[J]. 玻璃钢/复合材料,2015.
[17] 宋焕成, 赵时熙.聚合物基复合材料[M]. 北京:国防工业出版社,1981.