3. 4 凝膠時(shí)間
如果完成灌注后，環(huán)氧樹脂能夠在一定溫度下快速固化，將有利于節(jié)省制作時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，這就對(duì)樹脂體系在固化溫度下具備較高的反應(yīng)活性提出了一定的要求。2. 3 節(jié)中，通過固化放熱曲線的測(cè)定得知，MEＲICAN 3311A/B 在室溫下反應(yīng)活性較低，但中溫下活性與進(jìn)口產(chǎn)品相當(dāng)。為了進(jìn)一步考察樹脂體系在中高溫下的反應(yīng)活性，在不同溫度的熱臺(tái)上測(cè)試MEＲICAN 3311A/B 和進(jìn)口產(chǎn)品兩種樹脂體系的凝膠時(shí)間，樣品的厚度在1 mm 左右，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4 所示。
從圖4 中可以看到，兩種樹脂薄層在60 ℃熱臺(tái)上的凝膠時(shí)間均為70 —— 80min，其中MEＲICAN3311A/B 樹脂體系凝膠相對(duì)延遲一點(diǎn)，但隨著熱臺(tái)溫度的升高，MEＲICAN 3311A/B 體系的固化速度提升更有利，甚至比進(jìn)口產(chǎn)品的凝膠時(shí)間還要短，由此可見，MEＲICAN 3311A/B 樹脂體系具有室溫活性低、適用期長(zhǎng)、中高溫下固化快速的特點(diǎn)，可完全滿足大型風(fēng)電葉片的工藝和固化的高要求。
3. 5 固化物性能
風(fēng)電葉片長(zhǎng)期在不同的環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)，使用壽命較長(zhǎng)，這就要求環(huán)氧樹脂基體具有較好的耐熱性能、強(qiáng)度和韌性等。因此，風(fēng)電葉片用環(huán)氧樹脂資質(zhì)認(rèn)證的權(quán)威機(jī)構(gòu)——德國勞氏船級(jí)社( GL) 對(duì)使用樹脂的澆注體固化物性能提出了具體的參數(shù)指標(biāo)，包括: 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度≥65 ℃; 拉伸強(qiáng)度≥55 MPa; 拉伸模量≥2700 MPa; 斷裂伸長(zhǎng)率≥2. 5%; 彎曲強(qiáng)度≥100 MPa; 彎曲模量≥2700 MPa。測(cè)試MEＲICAN 3311A/B 和進(jìn)口產(chǎn)品兩種樹脂體系固化物的熱和機(jī)械性能，結(jié)果如表3 所示。
兩種樹脂體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度均超過80 ℃，具有較好的耐熱性能，且其值遠(yuǎn)高于GL 認(rèn)證的要求( Tg≥65 ℃) ; MEＲICAN 3311A/B 環(huán)氧樹脂固化物的拉伸強(qiáng)度和模量分別為70. 5±0. 4 MPa、2957±130 MPa，彎曲強(qiáng)度和模量分別為120 ± 0. 4 MPa、3187±13 MPa，均略高于進(jìn)口產(chǎn)品的相關(guān)參數(shù)值。其中拉伸過程的應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖5 所示，顯然，兩種樹脂在受拉應(yīng)力過程中，都超過屈服點(diǎn)( 即最大應(yīng)力值) 才發(fā)生斷裂，斷裂伸長(zhǎng)率均高達(dá)9. 0%( 如表3 所示) ，結(jié)合圖6( a) 和圖6( b) 的拉伸斷口SEM照片可以看出，兩種樹脂體系的拉伸破壞斷口的表面呈片狀層疊，即均表現(xiàn)為韌性斷裂。
從以上測(cè)試結(jié)果可以看出，MEＲICAN 3311A/B環(huán)氧樹脂固化物的熱和機(jī)械性能完全符合GL 認(rèn)證的相關(guān)要求，并且已經(jīng)達(dá)到甚至超越了進(jìn)口產(chǎn)品的水平。
04結(jié)論
本文主要針對(duì)大型風(fēng)電葉片用真空灌注環(huán)氧樹脂，對(duì)比分析了國產(chǎn)高性能環(huán)氧樹脂體系MEＲICAN3311A/B 和進(jìn)口某產(chǎn)品的相關(guān)工藝、固化和機(jī)械性能等。結(jié)果顯示，MEＲICAN 3311A/B 具有與國外產(chǎn)品相同的低粘度、更長(zhǎng)的可操作時(shí)間、更低的放熱峰溫度等特點(diǎn)，適用于真空灌注工藝，滿足大型風(fēng)電葉片對(duì)樹脂工藝性的高要求; 同時(shí)，MEＲICAN 3311A/B環(huán)氧樹脂固化物的熱和機(jī)械性能良好，已經(jīng)達(dá)到甚至超越了進(jìn)口產(chǎn)品的水平。因此，國產(chǎn)MEＲICAN3311A/B 環(huán)氧樹脂體系完全適用于制造大型風(fēng)電葉片部件和其他大型復(fù)合材料制品。
