分级杉木风电叶片复合材料的制备与研究.pdf

第36卷第5期福州大学学报(自然科学版)V0l-36No．5
20o8年1O月JournalofFuzbouUniversity(NaturalScience0ct．2oo8

文章编号：1000—2243(2008)05—0714—04

分级杉木风电叶片复合材料的制备与研究

黄晓东，江泽慧。，任海青，陈玲

(1．国际竹藤网络中心，北京100102；2．中国林业科学研究院木材工业研究所，北京100091)

摘要：以杉木为原料，通过杉木分级、优选制成杉木薄板层积材，利用INSTRON5582万能力学试验机进行检
测．试验结果表明：由一、二级分级杉木制成的风电叶片复合材料的物理力学性能均达到或超过目前国外风电
叶片在用的常规木材／环氧层积材的特性，完全能够替代目前大量使用的玻璃钢叶片材料．
关键词：薄板层积材；风力发电机叶片；复合材料；杉木分级
中图分类号：$781．6文献标识码：A

Studyonthepreparingwindturbinebladescompositematerialsfrom
gradingCunninghamialanceolata

HUANGXiao—dong，JIANGZe—hui’，RENHai—qing2，CHENLing
(1．ResearchInstituteofInternationalCenterforBambooandRattan(ICBR)，Bering100102，China；
2．ResearchInstituteofWoodIndustry，ChineseAcademyofForestry，Beijing100091，China)
Abstract：Inthepaper，thelaminatedveneerlumber(LVL)weremadefromgradingCunninghamia
lanceolata．ThewindturbinebladescompositematerialsweretestedbyINSTRON5582．Theresults
showedthatmechanicalpropertiesofwindturbinebladescompositematerialsmadeoffirstandsecond
gradingCunninghamialanceolatacouldmetorexceededwood／epoxylaminatedusedintheworld．It
cansubstituteFRPbladesmaterialsinthefurther．
Keywords：laminatedveneerlumber；windturbineblades；compositematerial；gradingCunning-

hamialanceolatⅡ

目前，用于风力发电的叶片一般采用玻璃纤维增强塑料(简称玻璃钢)复合材料制造u’．这种材料
虽然制造工艺成熟，但存在成本高(10—20万元／t)的问题，且玻璃钢的废旧产品处理困难，既难以燃烧，
又不易分解，国外多采用堆积方式处理，占用了大量的土地J．因此，必须开发出一种新的低成本、可回
收利用的环保叶片来替代目前大量使用的玻璃钢叶片]．GougeonM和ZuteekM_5等人发现花旗松木层
积材／环氧复合材料可很好地满足Mod一0A风力发电机叶片的结构要求，但由于原料来源受限制，无法大
批量使用．
杉木作为我国南方广泛生长的主要木材品种之一，其来源广泛，木材蓄材量大，生长相对较快，同时
具有良好的防腐性能，其密度低，顺纹抗拉强度高．但顺纹方向的抗压强度相对较低，可以考虑通过杉
木重组的方式提高杉木的使用性能，从而替换造价较高的玻璃钢复合材料和原料稀少的花旗松、桦木／环
氧层积材料．
复合材料中增强体物理力学性能的高低会直接影响复合材料的性能，产生不同宏观性能'引．要生产
具有优良物理力学性能的复合材料，就必须使加人的增强相具有最好的力学性能．在制备风力发电机叶
片复合材料的过程中，为了使加入的增强相(杉木)具有最好的力学性能，必需对该材料按力学性能的大
小进行分级，做到优材优用．

收稿日期：2007—12—28
作者简介：黄晓东(1966一)，男，博士研究生，讲师；通讯联系人：江泽慧，教授，国际竹藤网络中心董事会主席，中
国林业科学研究院首席科学家．
基金项目：福建省自然科学基金资助项目(2007J0195)
第5期黄晓东，等：分级杉木风电叶片复合材料的制备与研究。715·

1材料与方法

1．1实验材料
本批次杉木原木采自湖南省绥宁县寨市林场，树龄在4O年以上，直径在30cm以上，树干通直，外观
无缺陷(腐朽、弯曲等)的新伐材；通过“米”字型下料，剔除芯材；锯解标准杉木边材径切板毛坯，在