[发明专利]一种定量评价柔性半透膜气体渗透性能的装置及方法

说明书

一种定量评价柔性半透膜气体渗透性能的装置，包括透明的定量容器和缓冲容器，定量容器的口部和器身之间具有圆柱体形的颈部，颈部周向设置多个凹槽，定量容器的器身刻有体积刻度线，定量容器底部的开口Ⅰ与真空表连接、开口Ⅱ安装有阀门、开口Ⅲ为设有密封端塞的树脂注胶口，柔性半透膜固定在定量容器的口部；缓冲容器的口部为喇叭形结构，器身上的开口Ⅳ与真空表连接、开口Ⅴ安装有阀门、开口Ⅵ通过真空泵接口阀门与真空泵连接；定量容器的口部穿过密封塞倒置在缓冲容器上方，和缓冲容器连通；利用该装置对柔性气体半透膜本征渗透性能以及模拟真实工况中的渗透性能进行测试，并根据相应的计算公式，计算得出表观阻力系数，即可定量评价半透膜。

技术领域

本发明涉及复合材料真空灌注工艺应用领域，如风力发电叶片、游艇及汽车等真空灌注成型工艺制备产品领域，主要涉及真空灌注工艺中柔性气体半透膜材料（VAP膜）渗透性能评价装置及方法。

背景技术

随着能源危机的日益严重，环境保护的日益严峻，风电以容量大、无污染、资源可再生等优点，已成为人类获取清洁能源的重要途径。在风力发电设备中风力发电机组的叶片是极为关键的部件，当前叶片的制备工艺主要有真空灌注成型工艺、手糊成型工艺、拉挤成型工艺等，目前应用最广泛的是真空灌注工艺。真空灌注工艺，即在模具中铺放特定尺寸的纤维织物等材料，采用不透气的柔性薄膜材料将纤维织物与模具形成一个密闭空间，通过透过气体分子而分子量大的树脂分子被截留的半透膜，通过管道与真空泵连接，将上述密闭空间形成负压状态，在压力差作用下，树脂渗透纤维制品铺层。

近来随着叶片长度不断增加，制品厚度随之增加，特别是近来逐渐使用价格昂贵的碳纤维织物，对灌注工艺各个环节的可靠性提出更高要求。在真空灌注工艺中，透气不透树脂的半透膜起到了关键作用，该半透膜的气体渗透性能不仅影响灌注效率，在特定工艺条件下，甚至是决定制品成败的关键因素。目前市场上该半透膜的生产厂家众多，如何快速、简便、有效的对其评价，尚无切实可行装置，目前多数使用厂家的评价手段，仍然是直接采用真空灌注工艺进行评定，该方法的不足是，耗费较大的人力、物力和宝贵的时间，加之灌注工艺本身影响因素众多，考察的实际效果并非理想。

设计操作简便、实现定量化评价，并可以模拟实际工况且可视化的装置，对高效的筛选出性能优异的半透膜产品大有裨益，从而提高风电叶片生产效率和安全性。

发明内容

本发明的目的是提供一种定量评价柔性半透膜气体渗透性能的装置，利用该装置，定量评价柔性气体半透膜本征渗透性能，可视化模拟真实工况中气体半透膜的渗透性能，以筛选出性能优异的半透膜产品。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种定量评价柔性半透膜气体渗透性能的装置，包括透明的定量容器和缓冲容器，定量容器的口部和器身之间具有圆柱体形的颈部，颈部周向设置多个凹槽，定量容器的器身刻有体积刻度线，定量容器的底部设有开口Ⅰ、开口Ⅱ和开口Ⅲ，开口Ⅰ与真空表连接，开口Ⅱ安装有阀门，开口Ⅲ为树脂注胶口，并设有配套的密封端塞，待检测的柔性半透膜固定在定量容器的口部；所述缓冲容器的口部为喇叭形结构，其小口端和缓冲容器的器身连接，并在缓冲容器的口部设有密封塞，缓冲容器的器身设有开口Ⅳ、开口Ⅴ和开口Ⅵ，开口Ⅳ与真空表连接，开口Ⅴ安装有阀门，开口Ⅵ通过真空泵接口阀门与真空泵连接；所述定量容器倒置在缓冲容器上方，并且定量容器的口部穿过所述密封塞和缓冲容器连通。

所述定量容器口部设有密封胶条。

所述的真空表为电子数显式真空表。

利用所述的定量评价柔性半透膜气体渗透性能的装置对柔性半透膜进行性能评价的方法，包括半透膜本征性能的评价和半透膜在模拟真实工况下渗透性能的评价；