适用于沙漠环境中的风力涡轮机叶片保护的抗紫外线、抗腐蚀TPU纳米复合薄膜

《Journal of Applied Polymer Science》：UV-Resistant and Antierosion TPU Nanocomposite Films for Wind Turbine Blade Protection in Desert Environments

本研究将UV-327、UV-531和HALS622复合于TPU中制备ABM薄膜，通过抗紫外线老化实验证实其拉伸强度（39.71 MPa）和延展性（935.48%）优于纯TPU，且经20天老化后仍保持高机械性能，同时电热薄膜表现稳定，适用于风叶片防冰。

　　

摘要

热塑性聚氨酯（TPU）具有较高的强度和弹性，被广泛用于风力涡轮机叶片的防护。然而，在沙漠环境中，它难以抵抗颗粒侵蚀和紫外线老化。在本研究中，将UV-327（A）、UV-531（B）和HALS622（M）结合使用，制备了具有抗紫外线性能的UV-TPU/NW（ABM）薄膜。这三种抗紫外线剂能够覆盖主要的光谱波长，形成“紫外线吸收、自由基清除和循环再生”的三维防护网络。ABM薄膜的拉伸强度为39.71 MPa，伸长率为935.48%，与纯TPU（39.52 MPa，939.58%）相当。经过10天的紫外线老化后，ABM薄膜的色差（ΔE）和黄度指数（ΔYI）分别为12.88和24.25，明显低于纯TPU（ΔE = 24.74，ΔYI = 47.69）。经过20天的紫外线老化后，ABM薄膜表面仅有少量细裂纹，其拉伸强度和断裂伸长率仍分别为31.50 MPa和868.35%，远高于纯TPU（17.66 MPa，706.53%），且侵蚀率仅为1.52%（纯TPU为2.67%）。同时，基于ABM的UV-TPU/(NW@G/C_1.0)电热薄膜在11 V电压下老化20天后仍能保持81.16°C的稳定温度。这表明其在风力涡轮机叶片防冰应用中的潜力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。