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四川东树新材料有限公司技术质量部副部长周百能在新材料、新技术专场做了题为《大型海上风电叶片用环氧树脂研究》的演讲。以下为演讲内容实录：
四川东树新材料有限公司技术质量部副部长周百能
一、公司简介
我公司隶属于东方电气集团公司DEC，DEC总部在成都，是世界上最大的发电设备制造商之一。DEC的产品涵盖了水电、火电、核能、风电、燃机、太阳能发电等等。（PPT图示）这是DEC的重要证书。DEC是一个全球化的公司，它在超过30个国家拥有超过80项业务。
我们的母公司汽轮机有限公司DTC，DTC是东方电气集团公司DEC的关键成员之一，DEC的关键成员主要是包括了东方汽轮机、东方电机、东方锅炉、东方风电等等，我们业务属于东方汽轮机。DTC也是一家国有高新技术骨干企业，致力于大型发电设备的研究、设计和制造。
四川东树新材料有限公司是东方汽轮机有限公司DTC的全资子公司，是集团公司内一家专注于聚合物和复合材料研发和制造单位。
目前公司在职员工98人，包括两名博士，15名硕士以及50多名本科生，三十多名人员从事科研工作，10名质量经理和4名质量审计员。
我们公司装备了2个力学实验室、1个色谱实验室、1个热分析实验室、1个光谱实验室等等，我们几乎涵盖了聚合物和复合材料分析测试的全部设备。得益于公司良好的设施设备可以开展很多工作，比如说可以研究分子结构和材料性能的相互关系，可以进行制样方法的改进，可以进行材料应用前的工艺实验等等。
公司的产品范围主要包括风电环氧树脂系列、太阳能电子浆料系列产品、风电机舱罩和铸造呋喃树脂和涂料等产品。我们公司的环氧树脂产品主要有DQ200E的环氧树脂、DQ230E低黏度环氧树脂。DQ260E海上风电叶片用环氧树脂、DQ28E模具用环氧树脂、DQ220E手糊环氧树脂、E240E环氧胶粘胶剂。
二、海上风电机组的发展
（PPT图示）这几年我国风电新增装机量的变化，我国风电新增装机量的2015年达到了峰值，2016-2017年连续两年回调，全球新增装机量也受到了我国的影响。
与此相对应的是海上风电，海上风电特别是我国增长速度快，增长速率达到了50%，海上风电呈现了良好的发展势头。
海上风电叶片有哪些特别呢？一是大尺寸，海上风电的功率一般都要超过5MW，叶片尺寸一般超过60米，二是碳纤维的普通应用。
海上风电叶片对环氧树脂有哪些要求呢？一是低黏度，碳纤维单丝直径小，更难浸润；二是可操作时间，叶片大型化要求环氧树脂具有更长可操作时间，三是强度，如果有更高的强度的树脂，可以一定程度上帮助叶片加强环氧指数。
三、海上风电环氧树脂的性能
下面主要介绍一下我们公司的DQ260E环氧树脂性能。很多公司都有这样的产品，但很少有公司对它的材料结构、黏度、浸润速度等进行全方位的分析，我们公司做了这样的公司，今天就把我们公司的研究结构和大家分享。首先是材料结构。一般的标准环氧树脂是通过环氧基团和活化氢经过1：1的组合，这种新的环氧树脂体系一部分按照左边的机理进行固化，另一方面按照阴离子聚合进行固化。
具体来说它影响了氧基离子。这样的结果是树脂和固化剂之间的关系不能再用环氧基团和活化氢1：1的比例了。（PPT图示）这个结构和标准的环氧树脂体系有显著的不同。结构上的不同必然带来性能上的变化。我们逐一看看性能上的变化。
一是黏度。新的DQ260E体系初始混合黏度低于标准体系，大概低10个百分点。二是黏度随时间的增长要慢于标准体系，如果黏度降到这个体系，一般45.3叶片灌注时间可以从220min降到200min。
二是接触较和浸润速率。我们在接触角和浸润角分别滴了DQ260E，用高速的摄像头进行拍摄，可以发现DQ260E可以快速的对玻璃纤维进行净润。
三是可使用时间。DQ260E在低温下的使用时间远长于标准体系，40度下可操作时间也比标准体系长50%。这意味着新的环氧树脂体系可以在提高温度的条件下进行灌注。我们知道提高温度对黏度的影响非常显著，如果能把温度提高40度，树脂的黏度会进一步降低到100，可以想象对于灌注效率的提升是非常显著的。这也是标准体系所无法达到的。
四是活化能。我们用固化动力学的方式测试了活化能。DQ260E的活化能要明显高于标准体系，这也可以解释为什么在低温DQ260E具有可非常长的使用时间的原因了。
四是固化速率。高的活化能是不是意味着固化速度比较慢呢？我们用Tg的方法测试了，也就是在70度下固化，测试固化时间的变化。我们发现DQ260E环氧树脂体系Tg更接近了基线体系。也就是说DQ260E环氧树脂具有很长的使用时间。这一体系理论上可以帮助客户节省时间。
五是放热温度。如果在30度下固化4小时，然后70度固化4小时，这时候可以发现DQ260E的放热温度高于DQ200E。结果发现我们可以通过固化速度强调固化强度。因为它有很好的胶黏密度。
我们比较了韧性，DQ260E体系韧性要略低于标准体系，这可能是因为胶黏密度大，所以形成的密度大一些。但DQ260E断裂伸张率超过了5%，是纤维的2倍，是满足叶片生产的要求。
我们比较了玻璃纤维符合材料的性能。玻璃纤维的符合材料性能大概有3%-5%的提升，虽然提高不是很高，但对叶片减重和提升安全率有很高提升。我们也比较了碳纤维的性能，在0度主要是受纤维的影响，提升并不是很明显。
我又表征了这个材料的疲劳性能，用的是高墨HUD1240表征DQ260E环氧树脂的耐疲劳性能，静态强度是1180Mpa，m值是1.12，满足叶片生产要求。
四、总结
在这项工作中，我们比较了DQ260E环氧树脂和标准环氧树脂的结构和性能。结构上，DQ260E有部分自聚，更胶黏密度，在性能上，更低的粘度，更长的操作时间，提升叶片生产效率，更好的GFRP和CFRP性能，可以叶片减重和提升安全系数。
（内容来自现场速记，未经本人审核）
