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真空袋模制玻璃纖維風力渦輪機前緣部分，采用Hive自熱工具技術成型
總部位于英國拉夫堡的Hive Composites提供世界一流的復合材料解決方案，支持公司進行新產品設計、原型制作、測試和認證。Hive的Gerry Boyce及其同事在熱塑性復合材料領域工作了30多年，包括不可熔融的和可熔融加工的熱塑性材料。他們看到了熱塑性的好處，但熔融熱塑性材料的高粘度使得在沒有高壓的情況下很難浸漬致密的纖維層壓板。這限制了它們在需要高成本工具的高成本零件中的應用。
2022年，Hive通過英國創(chuàng)新基金（Innovate UK）獲得資助，并啟動了一個為期兩年的研究項目，專注于風力渦輪機葉片應用（圖1）。他們的目標是開發(fā)一種新的熱塑性聚合物，旨在具備以下特點：
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低粘度，以便于纖維浸漬；
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比環(huán)氧樹脂或聚酯樹脂具有更高的機械性能；
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能夠使用常規(guī)的熱固性樹脂技術進行處理；
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在結構壽命結束時可回收成增值應用；
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與環(huán)氧樹脂的價格相仿。
一種創(chuàng)新的化學方法
聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是一種具有優(yōu)異機械和電氣性能、良好熱穩(wěn)定性和卓越化學抵抗性的工程熱塑性塑料。PBT具有較高的分子量（MW），通常在235°C下熔化，且熔體粘度較高，需要高壓工藝，如注塑成型，來制造零件。它被用于需要良好熱應力耐久性的應用中，例如電氣連接器和開關，汽車發(fā)動機艙內的應用包括發(fā)動機蓋、進氣歧管、散熱器水箱和閥體等，這些應用也需要化學抵抗性。
在復合材料中使用PBT的另一種方法涉及首先將高分子量PBT裂解成低分子量聚合物寡聚體形式。這種材料在140°C下熔化成非常低粘度的液體，可以迅速滲透到織物中。然后，通過添加催化劑和升高溫度，聚合物在模具內重新轉化為高分子量PBT，所有相關的性能優(yōu)勢也隨之而來。Hive的創(chuàng)新研究導致開發(fā)了一種更高效的方法，直接從前體化學品生產穩(wěn)定的低分子量PBT。這種產品以粉末形式提供，商標名為MET-OL™，結合了meta-OLigomer（發(fā)音時重點放在‘OL’上）的術語，并通過子公司Metol Ltd.供應。他們還能夠比較環(huán)氧樹脂和聚酯復合材料的性能，并且拉夫堡大學完成了初步的生命周期評估（LCA）。