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环氧树脂体系在风力机中的应用、回收与更新

2013-12-19 来源:建材情报所 浏览数:2637


  2.4.1概 述
  从横断面看,叶片基本上是主梁加壳体(又称:蒙皮)的结构形式,分为两种:①整体叶片:主梁是方形断面的整体箱型梁,整体壳体,利用环氧胶粘剂将二者胶合成整体;②分体叶片:主梁是两根工字梁,有两“半”壳体(上、下壳体),利用环氧胶粘剂将上、下壳体和两根工字梁牢固地胶合成整体。
  上述胶粘剂承受着极大载荷、工作环境恶劣,因此,其性能要求极高、苛刻。该剂一般选用触变材料,如:双组分(即:环氧树脂+固化剂)粘结剂。工艺要求:当其涂敷厚度>20~30mm时,立即呈现非流挂(下垂)状态(“non-slump ”properties),并持续到产生凝胶(或下一个固化工序)时都维持着初始状态。
  2.4.2 触变胶粘剂
  (1)“物理触变”胶粘剂
  往胶粘剂里添加触变剂(如:气相法白炭黑),可快速使物料呈现非流挂状态(“non-slump ”texture)。当物料承受高剪切载荷(如:树脂与固化剂混合、工艺操作)过程中,物料上的合成应力会降低它的粘度,导致物料胶凝以前,破坏伸长了的物料形态(extruded texture)。许多情况下,配料过程(mixture)会降低物料的结构性能。因此,只有除掉物料的应力时,方可进行配料工序——这是现行“物理触变”为基础的材料的缺陷和局限性之一。
  双组分材料的粘度很高,为了降低粘度,需采用高性能泵来进行输送。由于受风力劲吹,风力机叶片才得以驱动、运行。这样,势必使叶片持续产生复杂、大的振动和扭曲。叶片壳体里的胶粘剂一旦产生破损迹象,就不能再承受应力,否则势必使叶片内复合材料结构破坏、损毁以致叶片报废。

  (2)“化学触变”胶粘剂
  新颖“化学触变”胶粘剂(专利),双组份,二者混合时当添加特定的、表面有酸性物质(acid entities)的填料时,呈现高分子量阳离子聚合物质子化现象,系统即刻呈现物理交联结构。该剂的粘度低,可以靠其自重(不用泵)进行输送。当被涂敷在垂直面上,承受着高剪切应力状态时,环氧树脂和固化剂不会急剧改变各自的粘度。本研究有下述三种胶粘剂系统:
  系统1:环氧树脂+“化学触变”型固化剂1;
  系统2:环氧树脂+“物理触变”型固化剂2,后者添加了大量气相法白炭黑碱性(based)触变剂,它垂直面上的抗流挂性(sag resistance)与系统1相同;
  系统3:环氧树脂+“物理触变”型固化剂3,后者添加了大量气相法白炭黑碱性触变剂,在低剪切率下它的初始混合粘度大约与系统1相当。
研究说明:经过不同剪切冲击试验(低剪切→高剪切→低剪切…)和应力恢复期后,“物理触变”型系统的最终粘度较低;“化学触变”型系统1剪切冲击试验前、后的粘度相同。显然,上述两种技术的应力恢复期是不同的。“化学触变”型系统混合物料时产生应力恢复,涂敷后也立即产生(builds up)应力恢复。“物理触变”型系统里添加触变剂,可产生粘结结构(the structure created)。当承受高剪切率时,上述结构部分地被破坏,而且不能快速恢复。[14]
  (3)纳米粒子的协和效应

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