以下為演講實錄：

 

　　各位來賓，大家好，非常榮幸今天能在這里有機會給大家做關于我們公司產品的介紹。我的題目是“理論與實際結合應用于風電低密度結構膠的開發”。在介紹我們產品之前，我簡單介紹一下公司在進行產品開發的時候，依賴于自己內部開發的工具。主要分四塊，第一是反應動力學，第二流動流變學，結構膠黏度各種變化，都是依賴于外界不同的環境，跟溫度有關，跟時間有關，跟剪切速度都有關系，第三增韌技術，我們專門研究了不同的無機和有機的增韌技術，以及韌性對于不同溫度下的響應，跟模量之間的關系，以及老化的性能。第四建模與偽真。

 

　　我們公司在進行390、395低密度結構膠開發的時候，相比于常規密度的結構膠產品來說，實現低密度最簡單的方法，就是把密度比較高的無機礦物材料，盡可能去掉。這樣對于結構膠本身的個性性能，比如強度、韌性、固化收縮都會帶來一些負面影響。所以在項目開發的過程當中，主要是為了解決以下幾個問題。首先如何平衡固化速度和反應反熱？第二如何保持和提高結構膠的抗干裂性能，常規大家都會使用一定的玻璃纖維，現在如果沒有玻璃纖維的情況下，這個結構膠抗干裂性能到底是下降還是提高？第三如何優化工藝性能？

 

　　首先如何優化固化反應動力學，依賴于反應動力學理論，左邊這張圖把整個環氧樹脂的固化分3—4個階段。第一個階段是藍顏色的區域，這個區域更多的跟材料的開放時間有關，不管是灌注樹脂還是結構膠，跟開始時間是相關聯的。第二個是自切換區域，是跟材料本身固化反應發熱有很大的相關性。進入到最后一個階段，擴散控制的反應階段，這個階段是跟產品整個后期固化增長速度有關，如果想優化固化工藝，就要花很大的精力。不管是在50度、80度以下固化的過程當中，還是在整個范圍之內的吻合性都是非常好，說明這個模型非常可靠。

 

　　通過利用這個模型，就可以在實現比較低放熱的同時，實現比較快的TG增長。利用總放熱的下降，加上反應速度的優化，中間這張圖去測試35度下結構膠放熱，我們可以實現20度以上的放熱度的下降。剛剛是產品開發過程當中的應用案例，對于已經開發完的產品怎么評估它的工藝性，現在很多客戶為了實現整個固化周期的縮短，尤其是在一次涂膠會大幅度提高粘連度的溫度。很多客戶會使用加溫到45度，作為開放時間的一個判定依據，如果涂膠厚度非常薄的情況下，膠溫會非常快的超過45度，這時候結構膠并沒有進入到固化的狀態，以前的判斷標準在新的工藝條件下并不能完全符合，希望通過整個建模來優化和控制新工藝的開放依據。

 

　　左邊這張圖是在不同的環境溫度下，以及不同的膠溫，不同的涂膠厚度，可以得到一組反應動力學放熱曲線。我們剛剛調整的各個因素，包括基材溫度，環境溫度，原料溫度，對于開放時間的顯著性高低到底如何？對于開放時間影響最明顯的首先就是基材溫度。

 

　　有了建模之后，可以通過不同條件預測條件開放，我們要驗證一下，開放時間是不是真的能代表黏度性能不會受到下降？實驗室安排了模擬合模進行粘貼的實驗，我們選擇了四種不同的標準。如果涂膠厚度在15毫秒，在相應的時間內，在20%固化率以內，拉減性能都沒有明顯下降，為什么沒有30%的固化數據，我們在做這個實驗同時，還設置了一個上線條件，合模壓力不能超過客戶的要求。超過這個要求，在實際使用過程當中，有可能會造成潛在的變形或者偏移的情況。當固化度達到30%，這個時候合模率已經超過了上線，通過其他的平行時間，我們發覺在30%固化度的時候是完全粘貼，但是粘貼度只有70%。

 

　　我們這個工具最終是想開放給客戶使用，我們可以提供兩種方式，第一給客戶提供一個預測模型，客戶使用過程當中，只需要設置溫度，這個模型會自動告訴你，這些參數條件下，它的開放時間應該是多少？第二種方法現在正在繼續往下開發的，就是更智能的一個工具，就是客戶現場只需要一種傳感器，把傳感器往結構膠里面一插，到了設置的開放時間之后，就會自動報警。這是更智能的開放時間控制的方法。

 

　　第二部分關于增韌，我們公司使用的都是增韌技術，傳統的還有增柔技術，增韌技術是不會大幅下降材料的耐熱性能，同時增韌技術也不會大幅下降材料模量和強度。更多的是優選增韌技術，它也有幾個潛在問題，首先第一個就是相融性，第二就是項分尺寸，也直接影響性能。第三增韌技術在不同溫度下的響應，另外就是增韌技術帶來可能的流變和老化問題。左上角那張圖就是增韌技術選擇的非常強檔，其實是能夠實現比較高的力學強度，同時能夠大幅提高材料的延伸率。如果增韌技術選擇的不恰當，和樹脂相容性比較差的時候，載荷沒有辦法在增韌劑和樹脂機體之間有效傳遞，就會出現左下角這樣的情況，本身拉伸的會出現非線性的變化，另外也很難實現比較高的強度和高的延伸度。如果選擇不同的增韌技術可以大家100—200微米的尺度，到底選擇哪種尺寸才比較合適自己的產品，是需要進行一定的計算和測試。一般需要考慮尺寸跟結構膠破壞時候的尺寸要進行比較，要跟初期的缺陷和裂紋的曲線也要進行相應的匹配。

 

　　增韌同時也要在低溫下使用，我們羅列了三種增韌技術，分別在零下40—60度。通過以上的增韌技術的開發，我們羅列了390、395結構膠的對比，相對于常規1.2以上的高密度結構膠來說，用量上可以實現8%—10%的下降。同時也可以實現6%以上的拉伸延伸率，相當于行業的標準樣品，能夠更快的實現積極增長。

 

　　最后一個問題，我們以前在匯報當中有提過，我們發現對于副板和主梁粘貼區域，在固化以后往往會發現以下幾種缺陷，首先收膠的時候刮的膠最后突出來的，結構膠和副板出現剝層情況以及展向裂紋等三個問題，對于長期的疲勞都是有一個負面的影響，我們希望通過這個項目，能夠解決這三個問題，主梁和腹板之間的黏度是固定還是會變化？很多客戶反應這個問題一般在冬季比夏季高發。我們為了監控位移變化，使用了位移傳感器，分別在住梁和腹板都進行相應的觀察。這是在冬季采集的數據，固化過程當中，腹板和主梁間歇變化1.4毫米，結構膠脫層和展向裂紋，液壓鎖扣間隙變化是0.4毫米以下，模具反邊問題變化是1.5毫米。如果有客戶希望在模具來監控葉片內部主梁和腹板之間的粘貼間隙變化，我們是不建議的，因為本身的模具在固化當中，尺寸的限制，內部和外部的間隙變化是出現完全不一致的情況。

 

　　為了確認不是因為結構膠本身固化造成的原因，我們也自己開發了一些實驗。首先直接把結構膠放在50度和90度下進行固化，沒有加載任何的間隙變小的情況。整個固化完之后外觀是變化的，另外本身的靜態結構膠不會發生自發流動。右下角這張圖是50度條件下，運用反向力原位計劃收縮的發生，固化收縮的確會引起粘貼間隙的變小，固化收縮不是一個主要原因，也證明了在整個固化過程當中，體積是以變小為主要的，而不是以膨脹為主。

 

　　如果我們加載變化，又會怎么樣？我們加載20%粘貼間隙變小，下面兩張圖分別是在30分鐘和90分鐘加載的情況，最終的結論，粘貼間隙變小是主因，50%的粘貼間隙變小，就會形成脫層和裂紋，間隙變小可能源于模型和殼體在加熱過程中體積膨脹造成的。為何冬季高發？冬季加熱時，溫度變化范圍更大，體積變化更明顯。夏季前后緣的結構膠固化速度較快，可以抵御殼體的體積變化。結構膠的影響，結構膠的粘度下降，體積膨脹和固化的收縮不是主要原因。以上就是我的匯報，謝謝大家。

 

　　（發言由現場速記整理，未經本人審閱）