风电叶片用大丝束碳纤维拉挤板的应用现状与挑战

综述了风电叶片用大丝束碳纤维拉挤板的应用现状和挑战。风电叶片用碳纤维拉挤板以连续大丝束碳纤维和高性能环氧树脂经热固化拉挤成型工艺连续生产而成,主要用作海上风电叶片的主梁;当前风电叶片用碳纤维拉挤板面临提高性能(包括压缩性能、层间性能、拼接性能)和降低成本的挑战;碳/玻混拉挤板作为一种低成本拉挤板,可为叶片设计、减重、降本提供更多可能;预计随着海上风电的发展及大丝束碳纤维国产化进程加速,大丝束碳纤维在风电领域的应用会进一步增长。     

碳纤维/乙烯基酯树脂单向复合材料拉挤工艺研究

本文系统研究了引发体系的组成及含量，三段模具温度，内脱模剂的含量和碳纤维体积含量对碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料拉挤工艺和拉挤复合材料性能的影响。确定了以上各参数的最佳范围，连续生产出性能优异的碳纤维拉挤复合材料。     

风电叶片用碳纤维拉挤板材国产化树脂性能的研究

随着风电叶片长度的增加,对增强材料的刚度和强度等性能提出了新的要求,使用碳纤维增强已经成为一种发展趋势。选取了国产化的拉挤树脂,对树脂黏度、凝胶时间以及浇筑体性能进行了研究。研究发现:国产化的拉挤树脂具有良好的流动性和浸润性,树脂凝胶时间较长,固化时间较短,非常适于拉挤工艺对树脂的要求;拉挤树脂固化浇筑体的拉伸和弯曲性能均满足拉挤风电复合材料的性能要求。     

纤维张力及均匀性对输电导线复合芯性能影响

讨论了碳纤维复合芯拉挤工艺中纤维张力及张力均匀性对复合芯强度及成本的影响。试验利用纤维张力计测定碳纤维复合芯拉挤生产过程中的纤维张力,研究了不同张力条件下碳纤维复合芯抗拉强度、卷绕性能与张力关系,同时通过控制纤维张力的均匀性研究纤维张力均匀性与复合芯径向耐压强度的关系。试验结果表明,纤维张力的大小及均匀性对拉挤复合芯棒综合性能具有明显的影响,复合芯拉伸强度随着纤维张力的增加逐渐增加,当张力控制在0.6%纤维强力时为最佳制备工艺;纤维张力的均匀性提高,且复合芯棒的径向耐压性能提高。通过控制纤维张力可以相应减少碳纤维原材料用量,达到降低碳纤维复合芯成本的目的,有利于碳纤维复合芯导线的大规模推广应用。     

碳纤维—玻璃纤维拉挤板纤维质量分数和体积分数测试方法探究

通过结合ISO1172∶1997《纺织玻璃纤维增强塑料,预浸料,模塑料和层压塑料纺织玻璃纤维和矿物质填料含量的测定》(煅烧法)测试碳纤维-玻璃纤维拉挤板中玻璃纤维质量分数和体积分数,ISO1183-1∶2019《塑料非泡沫塑料密度的测定第1部分浸渍法、比重瓶法和滴定法》(浸渍法)测定碳纤维-玻璃纤维拉挤板的密度,复合材料混合定律,建立了一套碳纤维-玻璃纤维拉挤板中纤维质量分数和体积分数的测试方法.并按照GB/T3365-2008《碳纤维增强塑料孔隙含量和纤维体积含量试验方法》使用显微镜测定孔隙率,对结果进行修正.并通过试验验证,证明方法的可行性.     

风电叶片用碳纤维复合材料大梁制备工艺及性能

通过对比三种不同工艺制成的碳纤维复合材料大梁的各项力学性能,探究风电叶片碳纤维复合材料大梁的最佳制备工艺。结果表明:拉挤工艺制作的碳纤维复合材料大梁,在拉伸、弯曲、层间剪切、压缩性能方面呈现最优的效果,并且保持了较高的纤维体积含量。     

环境温度对架空导线用碳纤维复合芯成型工艺及性能的影响

研究了两种不同树脂体系黏度与环境温度、凝胶化时间与温度的关系,确定了用于拉挤工艺的树脂体系.采用该树脂体系制备了架空导线用碳纤维复合芯,分析了环境温度对碳纤维复合芯制品成型工艺和拉伸强度的影响,采用扫描电子显微镜分析了碳纤维复合芯的拉伸断裂机理.结果表明,环境温度对碳纤维复合芯的拉伸强度及表现性能影响较大,当环境温度变...     

碳纤维增强水泥的发展

一种由PAN基碳纤维制做的特种纤维增强水泥已由日本的Toho Rayon和Taisei公司联合研制成功。这种复合材料采用类似于树脂基复合材料的工艺技术生产,如预浸/铺放、纤维缠绕和拉挤;与传统类型的材料包括短切纤维增强水泥相比,它具有优良的机械性能和其它性能,其机械性能是从工艺因素的角度论述的。本文也介绍了这种碳纤维增强水泥复合材料在民用工程和建筑领域中的潜在用途。     

水浸泡对碳纤维拉挤杆的水吸收与剪切强度影响

本文研究了东丽T700与国产碳纤维增强环氧树脂基拉挤杆在20℃和60℃蒸馏水浸泡下的水吸收与剪切性能变化。结果表明,随着温度升高,水扩散速率提高,且沿纤维方向的水扩散系数高于垂直方向。浸泡7d后,碳纤维拉挤杆的剪切强度均发生明显下降,但随着浸泡时间延长,20℃水浸泡试样的剪切强度反而有所上升,而60℃水浸泡试样的剪切强度继续缓慢下降。比较而言,国产碳纤维增强拉挤杆的剪切强度相对较高,界面粘结强度大,但耐水性能相对较差,浸泡后期的强度下降更为明显。     

碳纤维复合材料抽油杆拉挤过程温度和固化度数学模型研究

本文首先对拉挤模具内热传导和固化反应动力学理论进行了分析研究,在合理假设的基础上,建立了适合碳纤维抽油杆拉挤模具内温度和固化度分布的数学模型。使用第三方软件Pu lModel对开发的计算机程序进行了验证,模拟结果与第三方软件的计算值吻合较好。     

大丝束碳纤维复合材料在风电叶片的应用

大功率风电机组尤其是海上风电大尺寸复合材料叶片对于材料的强度、耐疲劳性能及长期使用可靠性提出了更高的要求,高强度高刚度碳纤维增强复合材料拉挤板材为大尺寸风电叶片主梁结构提供了最佳解决方案。国产低成本大丝束碳纤维生产技术突破为碳纤维增强复合材料风电板材规模化应用奠定了基础,碳纤维/玻璃纤维(碳玻)混杂成型技术、碳纤维/聚氨酯体系拉挤成型技术为风电板材提供了更多可供选择的技术途径。本文结合上海石化48K大丝束碳纤维在风电领域应用研究成果及国内外风电板材新型技术进展,总结了大丝束碳纤维复合材料在风电叶片板材的应用途径。     

填料在碳纤维/环氧拉挤成型工艺中的应用研究

比较了高岭土和超细碳酸钙两种填料对环氧树脂粘度和拉挤工艺性的影响,并着重研究了高岭土的粒径、用量和存放环境相对湿度对环氧树脂粘度和碳纤维拉挤制品性能的影响。结果表明:高岭土作填料更加适合环氧树脂;高岭土粒径应选择在5~7μm为宜;在保证产品性能的前提下,高岭土质量分数越少越好;高岭土应在相对湿度50%的环境下保存。     

碳纤维复合材料拉挤棒力学性能的研究

本文研究了碳纤维复合材料拉挤棒干态和湿态下的力学性能,比较和分析了影响碳棒力学性能的因素.     

环氧复合材料的RIM—拉挤工艺

一种由双酚A二缩水甘油醚和双酚A组成的用于环氧/玻璃或环氧/碳纤维复合材料的模型复合物体系进行了研究.用富里叶转换红外光谱(FT-IR)在现场研究了该体系的化学动力学.从这些信息中测得反应的活化能和环氧浓度的转化速率.动态力学谱分析用来研究该体系在反应过程中的流变行为和产物的交联网络结构.另外,凝胶渗透色谱(GPC)用来分析固化反应过程中发生的分子量分布的变化,并以此来确定化学结构与流变数据之间的相互关系.这种反应体系动力学的基础研究可以作为选择RIM拉挤工艺的参数及预测对整个挤过程和复合材料性能的影响.     

碳纤维与玻璃纤维混合拉挤的抽油杆及拉挤成型方法

<正>一种碳纤维与玻璃纤维混合拉挤的抽油杆的拉挤成型方法,是将碳纤维丝和超高强度玻璃纤维按抽油杆成分配制配方:碳纤维+玻璃纤维∶基体树脂=100∶60~75∶25~40,碳纤维∶碳纤维+玻璃纤维=15~60∶100的比例复合配制,基体树脂∶固化剂∶脱模剂=100∶0.5~10∶0.5~10的比例配制,玻璃纤维与碳纤维按比例排布在放丝架上,     

碳纤维增强混凝土的力学性能

本文阐述了碳纤维与混凝土相互配合有效地改善了混凝土的力学性能，其抗压、抗拉抗弯强度得到了很大提高．认为碳纤维增强混凝土是一种理想的建筑结构材料．     

碳纤维拉挤板材表面缺陷检测

碳纤维拉挤成型工艺是一种可以制造出高强度、高刚度、轻量化复合材料的方法。该工艺通过在高温高压下将通过模具的碳纤维和树脂复合材料拉挤成型，由于碳纤维方向的一致性，从而提高了材料的力学性能。因其需要将不同材料复合，出现的缺陷会影响材料力学性能。传统人工肉眼初筛缺陷的方法效率低、易遗漏。采用多目摄像头采集图像与模糊聚类算法处理取代人工缺陷检测。机器视觉可在生产过程中对碳纤维拉挤板材表面进行实时缺陷检测。采集图像时，应用光度立体学法采集复合板材表面图像，并通过图像灰度计算形成图像梯度矩阵。在缺陷检测过程中，先将梯度矩阵经过模糊聚类法区分正常区域与缺陷区域。再通过缺陷隶属度模型划分不同缺陷种类，最后通过模糊信息熵模型标记缺陷，完成碳纤维拉挤板材表面缺陷检测。实验结果表明，表面缺陷检测准确率达98%以上，缺陷检测准确率高，误差范围小，实现了不同缺陷种类的分类划分。在碳纤维拉挤板材生产过程中具备优异的缺陷检测性能与实用价值。     

碳纤维增强海因环氧树脂复合材料拉挤工艺性能研究

通过DSC分析及粘度和力学性能测试研究了海因环氧树脂/甲基六氢苯二酸酐/2-乙基-4-甲基咪唑体系的粘度特性,固化反应动力学,浇铸体及碳纤维增强拉挤成型复合材料的力学性能。结果表明,该体系在50℃下,15 h内粘度<500 mPa.s,可以满足拉挤工艺要求。其碳纤维复合材料的玻璃化温度达到206℃以上,剪切强度达到80 MPa,耐热性和力学性能良好。     

碳纤维片材首次用于隧道加固

正近日,上海石化研制生产的CFRP(碳纤维增强复合材料)拉挤片材首次应用于重庆一特长隧道的加固修复,预计耗用片材2 000余米,成为该公司碳纤维复合材料在建筑加固领域又一新的应用。该CFRP拉挤片材使用上海石化自行研制生产的碳纤维,利用该材料修复隧道裂缝时,只需将修补部位的混凝土表面打磨平整,均匀涂上胶黏剂,再贴上片材即可,操     

碳纤维增强塑料棒拉挤设备和成型工艺研究

碳纤维增强塑料具有优良性能,是急待开发利用的新型工程材料。本文从碳纤维表面状态及种类影响、树脂系统选择、加热固化制度、拉挤成型模具设计、拉挤工艺参数确定等方面,探索了碳纤维增强塑料棒成型工艺中一般规律,对于发展各种型面的碳纤维增强塑料的成型工艺具有一定指导意义。