(高清版)GBT 41956-2022 碳纤维丝束起毛量的测定

碳纤维丝束起毛量的测定2022-12-30发布2023-04-01实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由全国碳纤维标准化技术委员会(SAC/TC572)提出并归口。本文件起草单位：北京航空航天大学、威海拓展纤维有限公司、南京玻璃纤维研究设计院有限公司、中航复合材料有限责任公司、航天材料及工艺研究所、中国石化上海石油化工股份有限公司、上海飞机制造有限公司、常州达姆斯检测技术有限公司。本文件主要起草人：顾轶卓、刘艳艳、李敏、马丹、崔郁、潘月秀、韩风、李庆辉、黄大明、刁何乐、Ⅱ本文件的发布机构提请注意，声明符合本文件时，可能涉及6.1中起毛量测试仪的组成和技术要求与“碳纤维起毛量测试装置及测量方法(ZL201610475439.9)”相关的专利的使用。本文件的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任何立场。该专利持有人已向本文件的发布机构承诺，他愿意同任何申请人在合理且无歧视的条款或条件下，就专利授权许可进行谈判。该专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案。相关信息可以通过以下联系方式获得：专利持有人姓名：北京航空航天大学。地址：北京市海淀区学院路37号。请注意除上述专利外，本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的1碳纤维丝束起毛量的测定1范围本文件规定了碳纤维丝束起毛量的测试原理、试验条件、仪器设备、样品、试验步骤、试验数据处理和试验报告等内容。本文件适用于1k～50k的聚丙烯腈基碳纤维丝束，其他规格的碳纤维也可参照使用。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/T6343泡沫塑料及橡胶表观密度的测定GB/T8813硬质泡沫塑料压缩性能的测定GB/T26749碳纤维浸胶纱拉伸性能的测定GB/T40724碳纤维及其复合材料术语3术语和定义GB/T40724界定的术语和定义适用于本文件。4测试原理碳纤维丝束在带有计长装置的机械牵引下，按一定的速度通过导向棒将丝束展开变薄，再通过一对带有法向载荷的毛丝收集材料，对展开的丝束产生适中的摩擦力并收集丝束中的毛丝。称量毛丝收集材料收集毛丝前后质量的变化得到起毛量。5试验条件试验前，将试样在温度为(23±2)℃,相对湿度为(50±10)%的试验室环境中放置不少于24h。在同样环境下测试。6仪器设备6.1起毛量测试仪如图1所示，起毛量测试仪主要由以下部分组成：a)放卷装置：带有张力调节装置，能为丝束放卷过程提供放卷张力。可采用橡胶等材料提供放卷张力。放卷张力范围为100g～800g,推荐值见表1(其中断裂应变依据GB/T26749测定)。2表1各规格碳纤维丝束起毛量测试仪的设备参数推荐值丝束规格断裂应变%放卷张力g个g海绵密度kg/m³海绵压缩弹性模量/kPa6250±525±5425±5200±56250±525±5425±5400±56250±525±548k～50k800±56250±525±5b)导向及展纱装置：由1个导向环、6根或4根直径φ10mm的导向棒组成。对于断裂应变≥1.2%的丝束，采用图la)所示的含6个导向棒的装置；对于断裂应变<1.2%的丝束，采用图1b)所示的含4个导向棒的装置。导向环用于消除碳纤维丝束放卷过程中的摆动，导向环由陶瓷制成，内径为12mm,表面粗糙导向棒由镀硬铬不锈钢制成，镀层厚度为0.05mm～0.10mm,表面粗糙度≤0.4μm,辊面硬度≥HV900。导向棒的排列位置可以进行调整，通过调整导向棒之间排列的高度差，调节进入毛丝收集装置前丝束的展开程度。c)毛丝收集装置：由具有一定柔性、表面粗糙度且多孔的毛丝收集材料、加载块和高度调节装置组成，对经过的丝束产生一定的摩擦力并能吸附丝束上摩擦掉落的毛丝。毛丝收集材料推荐采用去除表皮的、表面平整、不含无机填料的聚氨酯海绵，要求如下：1)密度，按GB/T6343进行测定，推荐值见表1;2)压缩弹性模量，按GB/T8813进行测定，推荐值见表1;4)毛丝收集材料应在保质期内使用，若无法确定保质期，则试验前需对毛丝收集材料的密度和压缩弹性模量进行测试，满足表1中海绵性能要求后方可使用。加载块采用不锈钢金属制成，形状为长方体，面内尺寸为64mm×64mm,质量范围100g~400g,推荐值见表1。加载块底面平整且尺寸与毛丝收集材料一致，以保证对毛丝收集材料产生均匀压力。高度调节装置用于调整毛丝收集材料所处的高度位置，保证丝束被两块毛丝收集材料夹持后，丝束在毛丝收集材料中水平运动。d)收卷装置：牵引丝束运行，对丝束进行收卷。运行速度能控制在(15±2)m/min,能自动记录丝束的运行长度，并具有达到预设长度自动停机功能。3a)含6个导向棒的起毛量测试仪b)含4个导向棒的起毛量测试仪标引序号说明：1——放卷装置；2—-导向环；3——导向棒；5——高度差；6——毛丝收集材料；7——加载块；9——收卷装置。图1起毛量测试仪示意图最小分度值0.1mg。47样品碳纤维丝束样品应卷绕完好，外观均匀，无异物，纤维束间无粘连，无明显人为损伤。连续长度不低8试验步骤8.1毛丝收集材料切裁成规定的尺寸，在试验室环境条件下放置至少24h进行状态调节。取两块毛丝收集材料置于分析天平上，放置至少5min后读取其质量，记为m。,精确至0.1mg.8.2将样品置于放卷装置(见6.1a)]上，褪去卷装外层的丝束，其长度至少要保证能褪去完整一层。将丝束依次通过导向及展纱装置(见6.1b)]的导向环和全部导向棒，导向棒数量见表1,并卷绕到收卷装置[见6.1d]]上。调整导向棒之间排列的高度差，使丝束在经过导向棒进入毛丝收集装置(见6.1c)]前能够展开，高度差通常设为(90±10)mm。8.3按照表1施加放卷张力。设定收卷速度为15m/min。8.4将经称量后的毛丝收集材料(见8.1)叠合安放在毛丝收集装置(见6.1c)]上，将丝束从两块叠放的毛丝收集材料中间穿过。按表1选择合适的加载块并放置于毛丝收集材料上部，加载块底面平整且尺寸与毛丝收集材料一致，以保证对毛丝收集材料产生均匀压力。通过毛丝收集装置(见6.1c)]的高度调节装置保证毛丝收集材料与丝束完全贴合且无夹角。8.5设定丝束的运行长度L,启动起毛量测试仪，推荐运行长度(50±1)m。8.6试验结束后取下毛丝收集材料，防止收集的毛丝掉落，在分析天平上放置至少5min后称取其质量，记为m₁,精确至0.1mg。测试时避免毛丝收集材料发生明显变形。若因收集毛丝过程导致海绵发生磨损，则该数据无效，需更换海绵重新进行测试。8.7重复8.1～8.6两次。8.8若导向棒温度有明显升高，则需待导向棒温度降至室温后再进行测试。若导向棒表面残留有毛丝或黏附了上浆剂，则需进行清理后再测试。9试验数据处理按公式(1)计算碳纤维丝束起毛量：式中：Q——碳纤维丝束起毛量，单位为毫克(mg);m₁——毛丝收集材料及