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環氧樹脂體系在風力機中的應用、回收與更新

2013-12-19 來源:建材情報所 瀏覽數:2746


  2.4.1概 述
  從橫斷面看,葉片基本上是主梁加殼體(又稱:蒙皮)的結構形式,分為兩種:①整體葉片:主梁是方形斷面的整體箱型梁,整體殼體,利用環氧膠粘劑將二者膠合成整體;②分體葉片:主梁是兩根工字梁,有兩“半”殼體(上、下殼體),利用環氧膠粘劑將上、下殼體和兩根工字梁牢固地膠合成整體。
  上述膠粘劑承受著極大載荷、工作環境惡劣,因此,其性能要求極高、苛刻。該劑一般選用觸變材料,如:雙組分(即:環氧樹脂+固化劑)粘結劑。工藝要求:當其涂敷厚度>20~30mm時,立即呈現非流掛(下垂)狀態(“non-slump ”properties),并持續到產生凝膠(或下一個固化工序)時都維持著初始狀態。
  2.4.2 觸變膠粘劑
  (1)“物理觸變”膠粘劑
  往膠粘劑里添加觸變劑(如:氣相法白炭黑),可快速使物料呈現非流掛狀態(“non-slump ”texture)。當物料承受高剪切載荷(如:樹脂與固化劑混合、工藝操作)過程中,物料上的合成應力會降低它的粘度,導致物料膠凝以前,破壞伸長了的物料形態(extruded texture)。許多情況下,配料過程(mixture)會降低物料的結構性能。因此,只有除掉物料的應力時,方可進行配料工序——這是現行“物理觸變”為基礎的材料的缺陷和局限性之一。
  雙組分材料的粘度很高,為了降低粘度,需采用高性能泵來進行輸送。由于受風力勁吹,風力機葉片才得以驅動、運行。這樣,勢必使葉片持續產生復雜、大的振動和扭曲。葉片殼體里的膠粘劑一旦產生破損跡象,就不能再承受應力,否則勢必使葉片內復合材料結構破壞、損毀以致葉片報廢。

  (2)“化學觸變”膠粘劑
  新穎“化學觸變”膠粘劑(專利),雙組份,二者混合時當添加特定的、表面有酸性物質(acid entities)的填料時,呈現高分子量陽離子聚合物質子化現象,系統即刻呈現物理交聯結構。該劑的粘度低,可以靠其自重(不用泵)進行輸送。當被涂敷在垂直面上,承受著高剪切應力狀態時,環氧樹脂和固化劑不會急劇改變各自的粘度。本研究有下述三種膠粘劑系統:
  系統1:環氧樹脂+“化學觸變”型固化劑1;
  系統2:環氧樹脂+“物理觸變”型固化劑2,后者添加了大量氣相法白炭黑堿性(based)觸變劑,它垂直面上的抗流掛性(sag resistance)與系統1相同;
  系統3:環氧樹脂+“物理觸變”型固化劑3,后者添加了大量氣相法白炭黑堿性觸變劑,在低剪切率下它的初始混合粘度大約與系統1相當。
研究說明:經過不同剪切沖擊試驗(低剪切→高剪切→低剪切…)和應力恢復期后,“物理觸變”型系統的最終粘度較低;“化學觸變”型系統1剪切沖擊試驗前、后的粘度相同。顯然,上述兩種技術的應力恢復期是不同的。“化學觸變”型系統混合物料時產生應力恢復,涂敷后也立即產生(builds up)應力恢復。“物理觸變”型系統里添加觸變劑,可產生粘結結構(the structure created)。當承受高剪切率時,上述結構部分地被破壞,而且不能快速恢復。[14]
  (3)納米粒子的協和效應

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