張 旭
(東方電氣(天津)風(fēng)電葉片工程有限公司 天津300480)
聚氯乙烯泡沫(PVC)具有很好的靜力動力性能,兼具良好韌性和柔性,能吸收消化巨大的沖擊能量,抗沖擊性能好[1,2],但是價格較昂貴。聚苯乙烯丙烯腈泡沫(SAN)的性能和線性 PVC泡沫相似,具有良好的延伸率和韌性[3],適合用于抗沖擊要求高的部位。為了更好地了解 PVC與 SAN這兩種夾心材料的性能差別,本文對這兩種樣品進行了對比測試。
聚氯乙烯泡沫(PVC),DIAB;聚苯乙烯丙烯腈(SAN),固瑞特;萬能試驗機,Zwick Z100。
夾心材料性能測試主要包括以下3方面,通過試驗結(jié)果對比來評定PVC和SAN泡沫的性能差異。
①兩種夾心材料的密度。
②兩種夾心材料的剪切強度和剪切模量。
③兩種夾心材料的壓縮強度和壓縮模量。
相對濕度54%,溫度25℃。
密度測試按照 GB/T 6343—1995《泡沫塑料和橡膠 表觀(體積)密度的測定》[4]的規(guī)定進行。結(jié)果如表 1、表2所示,可以看出 SAN泡沫要比PVC泡沫密度大,在應(yīng)用過程中可能會造成葉片超重,從密度方面來看,不能滿足生產(chǎn)應(yīng)用的要求。
剪切強度與剪切模量測試按照ASTMC273/C273M—2016《夾層心材剪切特性的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法》[5]的規(guī)定進行。葉片設(shè)計要求:夾心材料的剪切強度fτ>0.6MPa;剪切模量Gf>15MPa;剪切伸長率fδ>4%。測試結(jié)果見表3、表4。
表1 SAN泡沫密度測試結(jié)果Tab.1 SAN foam density test results
表2 PVC泡沫密度測試結(jié)果Tab.2 PVC foam density test results
從表3和表4可以看出,這兩種夾心材料的剪切強度、剪切模量、剪切斷裂延伸率均符合設(shè)計要求,SAN泡沫的剪切性能優(yōu)于PVC泡沫。
表3 SAN泡沫剪切性能測試結(jié)果Tab.3 Test results of SAN foam shear properties
表4 PVC泡沫剪切性能測試結(jié)果Tab.4 Test results of PVC foam shear properties
壓縮強度與壓縮模量測試按照 GB/T 8813—2008《硬質(zhì)泡沫塑料 壓縮性能的測定》[6]的規(guī)定進行。葉片設(shè)計要求:夾心材料的壓縮強度cσ>0.65MPa;壓縮模量Ec>48MPa。
從表5和表6可以看出,這兩種夾心材料的壓縮強度、壓縮模量均符合設(shè)計要求,但是 SAN的壓縮性能要差于PVC的壓縮性能。
表5 SAN泡沫壓縮性能測試結(jié)果Tab.5 SAN foam compression test results
表6 PVC泡沫壓縮性能測試結(jié)果Tab.6 PVC foam compression test results
綜上可以得出如下結(jié)論:
①在密度方面,SAN夾心材料密度大于 PVC夾心材料密度,可能會造成葉片超重。
②在剪切強度和剪切模量方面,兩種材料均達到設(shè)計要求,SAN泡沫在剪切方面性能偏高,但壓縮性能差于PVC泡沫。
③從密度和力學(xué)性能總體來看,SAN泡沫的性能要稍差于PVC泡沫,暫不建議用于葉片制造。