1  引言

葉片作為風力發電機組的核心部件之一，占整個風電設備成本的20%左右，其良好的設計、可靠的質量和優越的性能是保證機組正常穩定運行的決定因素。目前適合于風力發電機葉片的樹脂有環氧樹脂、聚酯樹脂、乙烯基酯等^[3]，其中由于環氧樹脂可低中溫度固化、低體積收縮率、優異的附著力和機械性能，在大型風電機上的轉子葉片上得到廣泛的應用。風電葉片用環氧樹脂主要是依賴進口，目前國產環氧樹脂的工藝質量尚不穩定，因此需要分析進口產品與國產產品的差距，盡快研制開發出高水平的國產替代材料，對國內葉片制造企業降低生產

成本，增強市場競爭力具有重要意義。本文

采用氣相色譜-質譜聯用儀研究了四種風電葉片用環氧樹脂的成分進行了分析，找出了進口產品與國產產品的技術差距。

2  試驗部分

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－質譜聯用儀：配置HP-5MS毛細管色譜柱（30m×0.25mm×0.25um）。

色譜條件：進樣口溫度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；分流進樣，分流比50：1；進樣量1μL。

質譜條件：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，質量數范圍：1.6-1050amu；溶劑延遲3min；NIST05質譜庫，用于質譜譜圖檢索。

2.1.2樣品與試劑

環氧樹脂樣品分別為三個不同進口廠家和一個國內廠家生產的風電葉片用環氧樹脂；丙酮：分析純。

2.2 樣品制備

準確稱取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，用進樣針吸取1μL樣品上機分析。

3結果與討論

3.1 分析原理簡述

氣相色譜將樣品中的各組分進行有效分離，分離后的各組分依次進入質譜儀，經電離、檢測后得到各組分的質譜圖，根據質譜圖獲得的相對分子質量和結構信息，與標準譜庫比對進行定性分析,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#分別為三種進口環氧樹脂樣品和一種國產環氧樹脂樣品的總離子流圖。

圖1 進口樣品1＃

圖2 進口樣品2#

圖3 進口樣品3＃

圖4 某國產樣品

3.3 各樣品的分析結果

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 結論

（1）從表1可以明顯看出，三種進口環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環氧樹脂，而國產環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環氧樹脂。雙酚F環氧樹脂樹脂的成本遠高于雙酚A環氧樹脂，某國產環氧樹脂為達到風電葉片用環氧樹脂的低粘度要求，不得不采用高成本的雙酚F環氧樹脂，進口樣品3＃中也加入了少量的雙酚F環氧樹脂以降低粘度。

（2） 進口樣品1#，2#，3#中雙酚A（或F）環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氧樹脂活性稀釋劑，可大幅度地降

低環氧體系粘度，以降低收縮率和降低成本 。進口樣品1#，2#，3#和國產樣品中的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，三種進口環氧樹脂樣品中的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 結語

綜上所述，高品質的風電葉片用環氧樹脂的主體成分主要為雙酚A環氧樹脂，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、低粘度和高機械性能的要求。而國內某廠家采用雙酚F為主體樹脂，盡管實現了低粘度的要求，但在成本和機械性能方面與進口產品仍存在一定差距。