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风能作为一种可再生的清洁能源,取之不尽,用之不竭。风电叶片是风力发电系统收集风能的关键部件。服役过程中,风电叶片易受各种恶劣环境的侵蚀,为保证风电叶片安全服役20年,需要研究风电叶片用复合材料的耐候性。 本文通过人工加速老化研究了环氧(Epoxy，EP)树脂基体及其玻璃纤维增强复合材料(Glass Fiber Reinforced Composites，GFRP)的冷热老化、湿热老化和盐雾老化等耐候性能,考察了老化前后 EP树脂浇铸体和GFRP复合材料的表观性能、力学性能、耐热性和微观性能,并在此基础上探讨复合材料的老化机理。 冷热循环老化结果表明:老化后树脂基体的拉伸和弯曲强度呈现先上升后下降的趋势;冷热循环老化400次后GFRP失重率达到9％,巴氏硬度下降9%,拉伸强度和弯曲强度分别下降了5%和27%;冷热循环老化次数160次时,树脂基体的Tg增加到最大值75℃,此后树脂基体的Tg开始下降,400次循环老化后下降至71℃;树脂基体的储能模量(E′)随着老化时间的增加而减小,而GFRP的储能模量(E′)是则呈现先增加后减小的趋势。 盐雾老化结果表明:盐雾100天后树脂基体的拉伸强度和弯曲强度分别下降了15%和17%;GFRP的拉伸强度和弯曲强度分别下降了25%和33%,其巴氏硬度随老化时间呈现下降趋势;盐雾老化后树脂基体的Tg随老化时间增加而下降,盐雾老化100天后树脂基体的Tg下降了8℃;树脂基体和GFRP的储能模量均随着盐雾老化时间的增加而逐渐减小。 湿热老化结果表明:湿热老化50天后树脂基体的Tg为72℃,比老化前提高了4℃,100天后树脂基体的Tg下降至66℃。湿热老化过程中的GFRP吸湿特性符合Fick扩散定律;湿热老化100天后其拉伸强度和弯曲强度分别下降了17%和23%。湿热老化后树脂基体的储能模量(E′)随老化时间呈下降趋势,而GFRP储能模量(E′)的变化趋势是先上升后下降。