风电叶片长期承受交变载荷，结构胶的韧性直接影响叶片寿命。碳纤维粉作为增韧填料，被引入环氧结构胶中，既可以吸收断裂能又可保持胶层刚性。本文研究碳纤维粉对结构胶的增韧机制及疲劳性能。
风电叶片结构胶一般由环氧树脂和固化剂组成。加入碳纤维粉（5% - 10%重量）后，胶粘剂的拉伸剪切强度可从18兆帕提升至22兆帕，而剥离强度从3.5牛/毫米升至5.2牛/毫米。增韧机制为：裂纹扩展至碳纤维粉粒子处时，粒子发生脱粘或断裂，消耗能量；同时碳纤维粉可偏转裂纹路径，延长断裂时间。
动态疲劳试验采用搭接试样，载荷比0.1，频率10赫兹。未改性结构胶在应力幅8兆帕下循环90万次破坏；添加8%碳纤维粉的试样在相同应力下可承受220万次未破坏，疲劳极限提高约45%。热老化（70℃，30天）后，含碳纤维粉的结构胶强度保持率为92%，而空白样为78%，说明碳纤维粉减缓热氧老化。
制备工艺：碳纤维粉需预先在80℃真空干燥，然后与环氧树脂混合，使用高速分散机2000转/分钟搅拌20分钟，再经三辊研磨机分散两遍。使用时加入固化剂，真空脱泡后涂胶。需要注意的是，碳纤维粉会使胶层变成黑色，对叶片外观无不良影响，但不利于手工操作时的气泡观察，建议配合压力注射工艺。
目前，碳纤维粉已在国内部分叶片制造商的结构胶配方中应用。用户在选择时需关注碳纤维粉的表面处理状态及批次稳定性。通过合理设计，碳纤维粉增韧的结构胶能满足叶片设计寿命20年的要求。
