TCSTM-《复合材料风电叶片用PET泡沫》

ICS83.120

CCSQ23

团体标准

T/CSTMXXXXX—202X

复合材料风电叶片用PET泡沫

PETfoamforcompositewindturbineblades

（征求意见稿）

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

中关村材料试验技术联盟发布

T/CSTMXXXXX—2022

复合材料风电叶片用PET泡沫

1范围

本文件规定了复合材料风电叶片用PET泡沫的术语与定义、分类和标记、要求、试验方法、检验

规则、包装、运输和贮存、标志和随行文件等。

本文件适用于复合材料风电叶片制造用PET泡沫的设计、生产、采购、检验和验收。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T1452夹层结构平拉强度试验方法

GB/T1457夹层结构滚筒剥离强度试验方法

GB/T2918塑料试样状态调节和试验的标准环境

GB/T6342泡沫塑料与橡胶线性尺寸的测定

GB/T6343泡沫塑料与橡胶表观密度的测定

GB/T8810硬质泡沫塑料吸水率的测定

GB/T8813硬质泡沫塑料压缩性能的测定

GB/T10007硬质泡沫塑料剪切强度性能试验方法

GB/T8811-2008硬质泡沫塑料尺寸稳定性试验方法

ISO845Cellularplasticsandrubbers-DeterminationofApparent(Bulk)Density

ISO844RigidCellularPlastics-DeterminationOfCompressionProperties

ISO1922RigidCellularPlastics-DeterminationOfShearStrength

ISO2896RigidCellularPlastics-DeterminationofWaterAbsorption

ASTMC271StandardTestMethodforDensityofSandwichCoreMaterials

ASTMC273StandardTestMethodforShearPropertiesofSandwichCoreMaterials

ASTMC297StandardTestMethodforFlatwiseTensileStrengthofSandwichConstructions

ASTMD1781StandardTestMethodforClimbingDrumPeelforAdhesives

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

泡沫芯材FoamCore

用于夹芯结构中间的发泡性材料，以增加结构刚度并降低重量。

3.2

2

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PET泡沫芯材PETFoam

主要成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯，俗称涤纶树脂，是一类闭孔热塑料结构泡沫。由聚对苯二甲酸

乙二醇酯挤出发泡板材制成的高比强度和高比模量的结构泡沫板材。

3.3

夹层结构SandwichConstruction

以面板（蒙皮）与轻质芯材组成的一种层状复合结构。按其芯材形式或材料的不同，通常有蜂窝、

波纹和泡沫夹层结构等。

3.4

芯材方向说明DirectionofFoamCore

芯材厚度方向为z，沿叶片长度方向为x，根据右手准则定义y，其中PET泡沫芯材的x方向为平行于

焊缝方向且垂直于厚度方向，如图1所示。

4分类和标记

4.1分类

4.1.1风电叶片用PET泡沫按产品规格牌号、标称密度和表面状态进行分类。

4.1.2产品规格牌号由供应商提供。

4.1.3标称密度：80、100、150、200、250。

4.1.4表面状态：封孔、未封孔，封孔用S标识。

4.2标记

□-□-□-T/CSTM00592-202X

表面状态

标称密度

产品规格牌号

示例：供应商VicellT、密度为80、表面状态为封孔，按本标准生产的PET标记为：

VicellT-80-S--T/CSTM00592-202X

5要求

5.1规格尺寸及外形

复合材料风电叶片用PET泡沫板材外形如图1所示，常用规格尺寸应符合表1的要求，其它规格

由供需双方商定。

3

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图1板材的方向规定

表1复合材料风电叶片用PET泡沫板材规格尺寸

单位为毫米

长度（L）宽度（B）厚度（H）

24451005供需

24451220供需

5.2允许偏差

复合材料风电叶片用PET泡沫板材产品尺寸允许偏差应符合表2的要求。

表2复合材料风电叶片用PET泡沫板材尺寸允许偏差

单位为毫米

长度（L）和宽度（B）厚度（H）

±5±0.5

5.3外观要求

5.3.1复合材料风电叶片用PET泡沫芯材不得有缺块、掉块、碎裂、鼓包等缺陷，加工面平滑，切割线

应整齐，不得有锯齿状起伏，倒角平滑过渡。芯材中无杂质及污染物，不得有肉眼可见的碎屑。

5.3.2同一块板材不允许出现厚度方向的拼接。

5.3.3芯材外观色差符合供需双方要求。

5.3.4芯材轮廓板背面纤维网格布粘接必须牢固，不应出现泡沫脱落掉块，同时背面纤维网格布表面无

残余胶粒及其他杂质。

5.3.5若泡沫芯材表面有因发泡引起的孔洞自然缺陷和加工引起的其他的缺陷，PET泡沫可接受的标准

如下：

a)φ<2mm的孔洞，可以接受；

b)2mm≤φ＜5mm的孔洞，每平方米内不得大于20个/面/m2，且任意相邻两个孔洞中心间

距≥15mm；

c)5mm≤φ≤9mm的孔洞，每平方米内不得大于5个/面/m2；且任意相邻两个孔洞中心间距

≥25mm；

d)φ＞9mm的孔洞，不允许存在。

5.3.6可接受的缺陷修补标准如下：

a)每平方米最多只可有3处且直径＜30mm的修补；

b)使用同质材料通孔修补；

c)厚度方向不允许叠加修补；

d)修补的方式：使用与环氧树脂兼容的胶水。平板上的胶水残渣必须全部处理干净，表面必

须磨光以保证后期应用与环氧树脂有良好的附着力。

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5.4标称密度及容差

复合材料风电叶片用PET泡沫板材密度应符合表3的规定。

表3复合材料风电叶片用PET泡沫板材的标称密度及容差

要求标称值

序号测试项目单位

PET80PET100PET150PET200PET250

1标称密度kg/m370-9091-115130-160200-230231-250

2容差%±10±5±5±5±5

复合材料风电叶片用PET泡沫板材的标称密度为一个范围，但供应

备注

商提供的PET泡沫板材的标称密度是为唯一值。

5.5力学性能要求

5.5.1PET泡沫板材的力学性能要求

复合材料风电叶片用PET泡沫板材的力学性能要求应符合表4的规定。

表4复合材料风电叶片用PET泡沫板材的力学性能要求

要求

序号测试项目单位

PET80PET100PET150PET200PET250

1拉伸强度SxtMPa≥0.5≥0.7≥1.0≥1.2≥1.2

2拉伸模量ExtMPa≥10≥30≥70≥80≥90

3拉伸强度SytMPa≥0.5≥0.7≥1.0≥1.2≥1.2

4拉伸模量EytMPa≥8≥15≥55≥80≥90

5拉伸强度SztMPa≥1.0≥1.4≥1.8≥2≥2.5

6拉伸模量EztMPa≥70≥90≥130≥160≥190

7压缩强度SxcMPa≥0.2≥0.4≥0.8≥2≥2.5

8压缩模量ExcMPa≥10≥20≥60≥120≥160

9压缩强度SycMPa≥0.2≥0.3≥0.8≥1.9≥2.5

10压缩模量EycMPa≥8≥15≥55≥100≥160

11压缩强度SzcMPa≥0.7≥1≥2≥3≥4

12压缩模量EzcMPa≥60≥80≥120≥150≥200

13剪切强度SxyMPa≥0.4≥0.6≥0.8≥1.1≥1.1

14剪切模量GxyMPa≥5≥9≥21≥40≥40

15剪切强度SxzMPa≥0.5≥0.75≥1.1≥1.4≥1.6

16剪切模量GxzMPa≥18≥20≥30≥60≥60

17剪切强度SyzMPa≥0.5≥0.75≥1.1≥1.4≥1.6

18剪切模量GyzMPa≥18≥20≥30≥50≥60

19滚筒剥离强度（N•mm）/mm≥20≥20≥20≥20≥20

5.5.2PET泡沫壳体的力学性能要求

复合材料风电叶片用PET泡沫壳体的力学性能要求应符合表5的规定。

5

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表5复合材料PET泡沫壳体的力学性能要求

要求

序号测试项目单位

PET80PET100PET150PET200PET250

1拉伸强度SxtMPa≥1≥1≥1.6≥2.0≥2.2

2拉伸模量ExtMPa≥100≥100≥200≥250≥300

3拉伸强度SytMPa≥1≥1≥1.6≥2.0≥2.2

4拉伸模量EytMPa≥100≥100≥200≥250≥300

5拉伸强度SztMPa≥1≥1≥2≥2.8≥3

6拉伸模量EztMPa≥150≥150≥250≥300≥320

7压缩强度SxcMPa≥2≥3≥5≥7≥8

8压缩模量ExcMPa≥100≥100≥200≥250≥300

9压缩强度SycMPa≥2≥3≥5≥7≥8

10压缩模量EycMPa≥100≥100≥200≥250≥300

11压缩强度SzcMPa≥3≥4≥6≥8≥9

12压缩模量EzcMPa≥150≥150≥250≥300≥320

13剪切强度SxyMPa≥0.6≥0.75≥0.8≥1.1≥1.2

14剪切模量GxyMPa≥30≥30≥40≥80≥85

15剪切强度SxzMPa≥0.7≥1≥1.3≥1.4≥1.5

16剪切模量GxzMPa≥60≥80≥120≥145≥155

17剪切强度SyzMPa≥0.7≥1≥1.3≥1.4≥1.5

18剪切模量GyzMPa≥60≥80≥120≥145≥155

19弯曲强度MPa≥0.8≥1≥1.3≥1.4≥1.5

20滚筒剥离强度（N•mm）/mm≥20≥20≥20≥20≥20

注：剥离要求分别测试带网格布面的和不带网格布面的剥离强度。

5.5.3PET泡沫腹板的力学性能要求

复合材料风电叶片用PET泡沫腹板的力学性能要求应符合表6的规定。

表6复合材料PET泡沫腹板的力学性能要求

指标要求

序号测试项目单位

PET80PET100

1拉伸强度SxtMPa≥0.5≥0.5

2拉伸模量ExtMPa≥70≥80

3拉伸强度SytMPa≥0.5≥0.5

4拉伸模量EytMPa≥50≥60

5拉伸强度SztMPa≥1.0≥1.0

6拉伸模量EztMPa≥100≥140

7压缩强度SxcMPa≥0.5≥1.0

8压缩模量ExcMPa≥70≥50

9压缩强度SycMPa≥0.5≥1.0

10压缩模量EycMPa≥50≥50

11压缩强度SzcMPa≥1.0≥1.6

12压缩模量EzcMPa≥100≥150

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13剪切强度SxyMPa≥0.4≥0.6

14剪切模量GxyMPa≥16≥25

15剪切强度SxzMPa≥0.6≥0.6

16剪切模量GxzMPa≥20≥30

17剪切强度SyzMPa≥0.6≥0.6

18剪切模量GyzMPa≥20≥30

5.5.4PET泡沫疲劳性能要求

复合材料风电叶片用PET泡沫的疲劳性能要求应符合表7的规定

表7复合材料PET泡沫的疲劳性能要求

测试项目指标要求

斜率（m值）≥10

5.6工艺性能要求

复合材料风电叶片用PET泡沫的工艺性能要求应符合表8的规定

表8复合材料PET泡沫的工艺性能要求

序号测试项目技术指标

样板表面温度达到130℃时，灌注样件表面无异常，固化后表面无发白、浸渍不良、

1树脂匹配性

干纱等异常现象

2吸胶量测试样板灌注称重计算吸胶量，泡沫平板25mm泡沫双面吸胶量0.55-1.1kg/m2

5.7加工要求

5.7.1壳体加工要求

复合材料风电叶片用PET泡沫的壳体加工要求应符合表9的规定，其它加工要求根据复合材料风

电叶片的型号设计要求及供需双方商定。

表9复合材料PET泡沫的壳体加工要求

项目名称加工标准加工公差范围

加工方式下表面开弦向一字浅槽，避开深槽，在两个深槽中间

槽间距：30*30mm±2mm

浅槽

槽宽1.5±0.5mm（PET150及以下）；2.0±0.5mm（PET200及以上）

槽深0.5-1mm

加工形式打在浅槽内，第一个孔打在切块的正中间

打孔孔间距：30*30mm±2mm

孔径：2mm±0.5mm

加工形式锯切

深槽（切缝）间距：30*30mm±2mm

切块(深槽)

深槽（切缝）宽度0.7-1mm（PET150及以下）；0.8-1.2mm（PET200及以上）；

留底厚度≤1.5mm（必须掰透）

5.7.2腹板加工要求

复合材料风电叶片用PET泡沫的腹板加工要求应符合表10的规定，其它加工要求根据复合材料风

电叶片的型号设计要求及供需双方商定。

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表10复合材料PET泡沫的腹板加工要求

项目名称加工标准加工公差范围

加工形式上下表面均开弦向一字浅槽（厚度≤10mm的板材上表面不开浅槽)

槽间距：30*30mm±2mm

浅槽

槽宽2±0.5mm

槽深2±0.5mm

打在浅槽内打在浅槽内

打孔孔间距：30*30mm±2mm

孔径：2mm±0.5mm

5.7.3壳体和腹板套材加工容差要求

复合材料风电叶片用PET泡沫壳体和腹板套材加工容差要求应符合表11的规定，其它加工容差要

求根据复合材料风电叶片的型号设计要求及供需双方商定。

表11复合材料PET泡沫套材的加工容差要求

序号项目名称加工容差要求

1板材厚度容差±0.5mm

2板材侧边垂直度±1°

3开槽间距容差±2mm

4孔间距容差±2mm

5孔径容差±0.5mm

6倒角留底厚度≤1mm（倒角背面浅槽板除外）

7板材平面拼接缝≤3mm

8板材翘曲≤3mm/m

6试验方法

6.1外观检验

外观检验采用目视或游标卡尺检验。

6.2密度

按ISO845的规定进行测试。

6.3拉伸性能

6.3.1制备要求

采用50mm厚度的芯材，壳体和腹板泡沫加工方式参照表9和表10的加工要求进行。制备泡沫壳

体和腹板灌注后的Z向拉伸性能测试试样时，在上下表面分别铺放2层双轴800g/㎡玻纤织物及辅材后

灌注；制备侧向X或Y方向拉伸性能试样时，泡沫上下表面不需要铺放玻纤织物，直接铺放辅材后灌

注固化。无特别要求时，采用的固化制度为50℃/5h+75℃/8h。

6.3.2取样要求

拉伸性能测试样块的取样要求为参见图2。壳体测试试样宽度方向包含2个深槽；腹板测试试样

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宽度方向包含2个浅槽、两排孔，试样对称；Z向的拉伸试样建议尺寸为60*60*50mm，X、Y方向的

拉伸试样尺寸建议为50*50*50mm。

6.3.3测试要求

按ASTMC297的规定进行测试，使用粘接胶将芯材与测试工装粘接在一起，粘接强度足够，确保

拉伸性能测试中测试试样不能在结构胶与工装粘接区域破坏，否则测试数据无效。测试拉伸强度、模量、

应变和泊松比，报告中至少需包含样品的信息及制样信息、应力应变曲线及破坏试样图片等。

图2拉伸或压缩性能测试样块的取样要求

6.4压缩性能

6.4.1制备要求

压缩性能测试采用50mm厚度的芯材测试样板，壳体和腹板泡沫加工方式参照表9和表10的加工

要求进行。灌注后压缩性能样板制作、取样要求参见6.3中要求执行。

6.4.2测试要求

按ISO844的规定进行测，报告中至少需包含样品的信息及制样信息、应力应变曲线及破坏试样图片

等。

6.5剪切性能

6.5.1制备要求

面外剪切测试样板采用25mm厚度的样板，面内剪切测试的样板采用50mm厚度的样板。壳体和

腹板泡沫加工方式参照表9和表10的加工要求进行。泡沫壳体和腹板灌注后的面外（Gxz或Gyz）剪

切性能测试样板制作时，在上下表面分别铺放2层双轴800g/㎡玻纤织物及辅材后灌注，按照树脂固化

制度固化后根据标准要求及规范要求取样测试，面内剪切（Gxy）性能试样制作时，泡沫上下表面不需

要铺放玻纤织物，直接铺放辅材后灌注固化。选择匹配的树脂、纤维和辅材等材料，无特别要求时，采

用的固化制度为50℃/5h+75℃/8h。

6.5.2取样要求

剪切试样取样要求参见图3，建议尺寸为300*60*25或250*50*25，面内剪切（Gxy）试样采用50mm

厚芯材，从测试试样侧面看测试试样的长度方向上至少包含1个深槽；面外剪切（Gxz或Gyz）采用

25mm厚芯材，壳体测试试样宽度方向包含2个深槽；腹板试样包含2个浅槽、两排孔，试样对称。

6.5.3测试要求

按ASTMC273或ISO1922的规定进行测试，使用粘接胶将芯材与测试工装粘接在一起，粘接强

度足够，确保剪切性能测试中测试试样不能在结构胶与工装粘接区域破坏，否则测试数据无效。测试剪

切强度、模量和应变，报告中至少需包含样品的信息及制样信息、应力应变曲线及破坏试样图片等。

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图3剪切性能测试样块的取样要求

6.6滚筒剥离性能

6.6.1制备要求

滚筒剥离测试样板采用25mm厚度的板材（平板或壳体或腹板）。测试样板制作时，在上下表面

分别铺放1层三轴1215g/㎡玻纤织物及辅材后灌注，其中三轴织物的0°纤维面接触泡沫，按照树脂固

化制度固化后根据标准要求及规范要求取样测试。选择匹配的树脂、纤维和辅材等材料，无特别要求时，

采用的固化制度为50℃/5h+75℃/8h。

6.6.2取样要求

壳体测试试样宽度方向包含2个深槽；腹板试样包含2个浅槽、两排孔，试样对称，试样尺寸参

考测试标准ASTMD1781要求。

6.6.3测试要求

按ASTMD1781的规定测试平均剥离强度，报告中至少需包含样品的信息及制样信息、测试曲线

及破坏试样图片等。

6.7四点弯曲性能

6.7.1制备要求

泡沫加工方式参照表9和表10的加工要求进行。在壳体（或腹板）泡沫上下两面各铺放四轴织物

（0°/90°/+45°/-45°），各个方向克重相等，单面织物面板厚度2.5±0.2mm，芯材厚度25mm±0.5mm；

四轴织物可以用双轴织物组合替代，铺放辅材后灌注树脂，按照树脂固化制度固化后根据标准要求及规

范要求取样测试。选择匹配的树脂、纤维和辅材等材料，无特别要求时，采用的固化制度为50℃/5h+75℃

/8h。

6.7.2取样要求

建议试样尺寸为600*60*（试样厚度）；壳体测试试样宽度方向包含2个深槽；腹板试样宽度方向

包含2个浅槽、两排孔，试样对称。

6.7.3测试要求

按ASTMC393的规定进行测试。

6.8疲劳性能

6.8.1制备要求

壳体泡沫加工方式参照表9的加工要求进行，PET80泡沫腹板参照表10的加工要求进行。在壳体

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（或腹板）泡沫上下两面各铺放四轴织物（0°/90°/+45°/-45°），各个方向克重相等，单面织物面板厚度

2.5±0.2mm，芯材厚度25mm±0.5mm；四轴织物可以用双轴织物组合替代，铺放辅材后灌注，按照树脂

固化制度固化后根据标准要求及规范要求取样测试。选择匹配的树脂、纤维和辅材等材料，无特别要求

时，采用的固化制度为50℃/5h+75℃/8h。试样制作尺寸要求如表12所示，试样取样方法参照图2中壳

体xz或yz方向剪切试样的取样要求。

6.8.2取样要求

疲劳试样取样要求参见图3，试样加工尺寸需满足表12的要求，建议试样尺寸为600*60*（试样厚

度）；壳体测试试样宽度方向包含2个深槽；腹板试样宽度方向包含2个浅槽、两排孔，试样对称。

表12试样加工尺寸要求

项目要求

长度Lmm≥550

宽度Bmm＞2*总厚度

芯材厚度mm25

面板厚度mm2*2.5

总厚度mm芯材厚度+面板厚度

6.8.3测试要求

测试四点弯曲疲劳具体按照DNVGL-ST-0376中对芯材疲劳测试的要求执行。疲劳测试参数如表

13所示，下跨距为440mm，上跨距为82mm，所选的测试频率要确保试样不会在试验过程中有明显的

升温，以免影响测试结果，另外在整个测试过程中每个样件的测试频率要一致。报告中至少需包含样品

的信息及制样信息、每根试样的测试数据、SN曲线及破坏试样图片等。

表13疲劳测试参数要求

疲劳实验名称R值载荷水平目标疲劳周期N试样数量

11043

21053

弯曲疲劳0.1

35*1053

42*1063

6.9与树脂的匹配性

采用长宽厚为500mm×500mm×25mm的壳体泡沫进行测试。壳体泡沫加工方式参照表9的加工

要求进行。选择匹配的树脂、纤维和辅材等材料，在壳体泡沫上下表面分别铺放2层双轴800g/㎡玻纤

织物及辅材后灌注，灌注完毕将加热板温度以大于1℃/min的速率升至85℃，盖4层黑毡，并在样板

中心、边缘等位置选择3-5个点布置热电偶丝以监测样板表面的温度，控制样板表面温度不超过130℃，

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观察其表面是否有变色、分层、鼓包、发白等异常现象。

6.10灌注后密度及吸胶量测试

芯材分别为泡沫板材（平板）以及按照表9和表10要求加工的壳体和腹板泡沫，每种样品提供

15mm、25mm和50mm三种厚度，样板的建议大小为500*500mm，每个规格测试试样有效数量≥2，

选择匹配的树脂、纤维和辅材等材料。

测试方法说明：称取每块泡沫样板的初始重量和长度、宽度和厚度，并记录计算泡沫灌注前面密

度ρS1和体积密度ρV1；在泡沫芯材上下表面各铺放一层多孔隔离膜，然后上下分别铺放2层双轴800g/

㎡玻纤织物及辅材，采用真空灌注方法进行灌注；按照树脂正常固化制度加热固化，固化脱模后切边并

将双轴布多空隔离膜及辅材剥离，制得不含玻璃钢面板的吸胶泡沫板；称取每块泡沫样板的初始重量和

长度、宽度和厚度，并记录计算泡沫灌注后面密度ρS2和体积密度ρV2，用灌注后密度减去灌注前密度，

即为该泡沫的双面体吸胶量ρV2-ρV1和面吸胶量ρV2-ρV1。

7检验规则

7.1检验分类

检验分类如下：

a)出厂检验

b)型式检验

c)质量一致性检验

7.2出厂检验

7.2.1检验项目

密度、压缩强度Szc、压缩模量Ezc、、外观、加工尺寸。

7.2.2检验方案

7.2.2.1密度、压缩强度Szc、压缩模量Ezc、均采用泡沫平板检验；所有出厂的泡沫平板、壳体和腹

板均需完成外观及加工尺寸检验。

7.2.2.2以生产的同一类型、同批次主原材料生产的产品为一批，每批次产品出厂前，统一进行出厂检

验，每批次合格产品必须向甲方质量部门提供批次检测报告。

7.3型式检验

7.3.1型式检验条件和检验项目

出现下列情况之一时，应进行原材料的型式检验，按照第6部分技术要求对产品性能、尺寸、外

观等要求，统一进行检验：

a)初次投入生产，新产品定型鉴定；

b)正式生产后，原材料、工艺和设备有重大改变时；

c)供方生产场地变更时；

d）停产时间超过一年，恢复生产时；

e）风电叶片企业有需求时。

7.3.2判定规则

如果所有项目的检验结果符合本规范中要求，则判定为合格；如有一项检验结果未达到本规范要求

时，应重新加倍取样复检，所有样品都达到本规范要求时则判定为合格，如复验后任一样品仍未完全达

到本规范的要求时，则判定为不合格。