1  引言

葉片作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的核心部件之一，占整個(gè)風(fēng)電設(shè)備成本的20%左右，其良好的設(shè)計(jì)、可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能是保證機(jī)組正常穩(wěn)定運(yùn)行的決定因素。目前適合于風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的樹脂有環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、乙烯基酯等^[3]，其中由于環(huán)氧樹脂可低中溫度固化、低體積收縮率、優(yōu)異的附著力和機(jī)械性能，在大型風(fēng)電機(jī)上的轉(zhuǎn)子葉片上得到廣泛的應(yīng)用。風(fēng)電葉片用環(huán)氧樹脂主要是依賴進(jìn)口，目前國產(chǎn)環(huán)氧樹脂的工藝質(zhì)量尚不穩(wěn)定，因此需要分析進(jìn)口產(chǎn)品與國產(chǎn)產(chǎn)品的差距，盡快研制開發(fā)出高水平的國產(chǎn)替代材料，對國內(nèi)葉片制造企業(yè)降低生產(chǎn)

成本，增強(qiáng)市場競爭力具有重要意義。本文

采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀研究了四種風(fēng)電葉片用環(huán)氧樹脂的成分進(jìn)行了分析，找出了進(jìn)口產(chǎn)品與國產(chǎn)產(chǎn)品的技術(shù)差距。

2  試驗(yàn)部分

2.1 儀器與試劑

2.1.1儀器：美國安捷倫公司7890A-5975c氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀：配置HP-5MS毛細(xì)管色譜柱（30m×0.25mm×0.25um）。

色譜條件：進(jìn)樣口溫度250℃；程序升溫過程：柱初溫50℃保持1min，以10℃/min升至280℃，保持20min；載氣：高純氦氣；載氣流速：1.0mL/min；分流進(jìn)樣，分流比50：1；進(jìn)樣量1μL。

質(zhì)譜條件：GC-MS接口溫度280℃；離子源溫度：230℃，電離方式：EI；四級桿溫度：150℃；全掃描模式，質(zhì)量數(shù)范圍：1.6-1050amu；溶劑延遲3min；NIST05質(zhì)譜庫，用于質(zhì)譜譜圖檢索。

2.1.2樣品與試劑

環(huán)氧樹脂樣品分別為三個(gè)不同進(jìn)口廠家和一個(gè)國內(nèi)廠家生產(chǎn)的風(fēng)電葉片用環(huán)氧樹脂；丙酮：分析純。

2.2 樣品制備

準(zhǔn)確稱取0.5g待測樣品放入樣品瓶中，加入2mL丙酮，將瓶蓋密封，超聲15min后，用進(jìn)樣針吸取1μL樣品上機(jī)分析。

3結(jié)果與討論

3.1 分析原理簡述

氣相色譜將樣品中的各組分進(jìn)行有效分離，分離后的各組分依次進(jìn)入質(zhì)譜儀，經(jīng)電離、檢測后得到各組分的質(zhì)譜圖，根據(jù)質(zhì)譜圖獲得的相對分子質(zhì)量和結(jié)構(gòu)信息，與標(biāo)準(zhǔn)譜庫比對進(jìn)行定性分析,用面積歸一法大致定量。

3.2 各樣品的總離子流圖

如圖1，圖2，圖3和圖4所示，1#~4#分別為三種進(jìn)口環(huán)氧樹脂樣品和一種國產(chǎn)環(huán)氧樹脂樣品的總離子流圖。

圖1 進(jìn)口樣品1＃

圖2 進(jìn)口樣品2#

圖3 進(jìn)口樣品3＃

圖4 某國產(chǎn)樣品

3.3 各樣品的分析結(jié)果

各樣品的主體成分及所占面積百分比如表1所示

表1各樣品的主體成分及所占面積百分比

3.4 結(jié)論

（1）從表1可以明顯看出，三種進(jìn)口環(huán)氧樹脂樣品的主體成分均為有1，4-丁二醇二縮水甘油醚和雙酚A環(huán)氧樹脂，而國產(chǎn)環(huán)氧樹脂樣品的主體成分為1，4-丁二醇二縮水甘油醚和雙酚F環(huán)氧樹脂。雙酚F環(huán)氧樹脂樹脂的成本遠(yuǎn)高于雙酚A環(huán)氧樹脂，某國產(chǎn)環(huán)氧樹脂為達(dá)到風(fēng)電葉片用環(huán)氧樹脂的低粘度要求，不得不采用高成本的雙酚F環(huán)氧樹脂，進(jìn)口樣品3＃中也加入了少量的雙酚F環(huán)氧樹脂以降低粘度。

（2） 進(jìn)口樣品1#，2#，3#中雙酚A（或F）環(huán)氧樹脂所占的面積百分比分別為88.70%, 83.48%, 84.85%(其中雙酚F占6.54%)，比例大致相同；國產(chǎn)樣品中雙酚F占74.16%。雙酚F粘度較低，加雙酚F的目的是降低粘度，但成本較高。

（3）1，4-丁二醇二縮水甘油醚是一種雙官能度的環(huán)氧樹脂活性稀釋劑，可大幅度地降

低環(huán)氧體系粘度，以降低收縮率和降低成本 。進(jìn)口樣品1#，2#，3#和國產(chǎn)樣品中的1，4-丁二醇二縮水甘油醚所占的面積百分比分別為5.52%，7.69%，7.76%和2.71%。相對而言，三種進(jìn)口環(huán)氧樹脂樣品中的1，4-丁二醇二縮水甘油醚含量比較接近，特別是2#和3#，含量幾乎一致。

4 結(jié)語

綜上所述，高品質(zhì)的風(fēng)電葉片用環(huán)氧樹脂的主體成分主要為雙酚A環(huán)氧樹脂，配合一定量的1，4-丁二醇二縮水甘油醚和雙酚F作為稀釋劑，以滿足低成本、低粘度和高機(jī)械性能的要求。而國內(nèi)某廠家采用雙酚F為主體樹脂，盡管實(shí)現(xiàn)了低粘度的要求，但在成本和機(jī)械性能方面與進(jìn)口產(chǎn)品仍存在一定差距。