2022 碳纤维丝束起毛量的测定

!"!#!"#$%"&'&&

前!!言

!!本文件按照!"!#$%$"&'&'#标准化工作导则!第$部分$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'()*!#*+,&(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)

彭公邱)李龙)屈会力)邹秀娟)宋铮)谈源)崔军&

!

书

!"!#!"#$%"&'&&

引!!言

!!本文件的发布机构提请注意*声明符合本文件时*可能涉及-%$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'./&'$-$'0,+012%2(,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1,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

责任&

"

!"!#!"#$%"&'&&

碳纤维丝束起毛量的测定

"!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$3#+'3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&

&!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&

!"!#-101!泡沫塑料及橡胶!表观密度的测定

!"!#44$1!硬质泡沫塑料!压缩性能的测定

!"!#&-,02!碳纤维!浸胶纱拉伸性能的测定

!"!#0',&0!碳纤维及其复合材料术语

(!术语和定义

!"!#0',&0界定的术语和定义适用于本文件&

!!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&

$!试验条件

试验前*将试样在温度为'&15&(6*相对湿度为'+'5$'(7的试验室环境中放置不少于&08&在

同样环境下测试&

%!仪器设备

%%"!起毛量测试仪

如图$所示*起毛量测试仪主要由以下部分组成$

9(!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$'':#4'':*推荐值见表$'其中断裂应变依据!"!#&-,02测定(&

$

!"!#!"#$%"&'&&

表"!各规格碳纤维丝束起毛量测试仪的设备参数推荐值

断裂应变放卷张力导向棒数量加载块质量海绵密度海绵压缩

丝束规格

7:个:3:!;1弹性模量!3<9

"$%&$''5+-&+'5+&+5+$$'5&'

$3#13

#$%&$''5+0$''5+&+5+$$'5&'

"$%&&''5+-&+'5+&+5+$$'5&'

-3#$&3

#$%&$''5+0$''5+&+5+$$'5&'

&03)&+3"$%&0''5+-&+'5+&+5+$$'5&'

043#+'3"$%&4''5+-&+'5+&+5+$$'5&'

!!=(!导向及展纱装置$由$个导向环)-根或0根直径!$';;的导向棒组成&对于断裂应变"

$%&7的丝束*采用图$9(所示的含-个导向棒的装置-对于断裂应变#$%&7的丝束*采用图

$=(所示的含0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$&;;*表面粗糙

度$'%0$;&

导向棒由镀硬铬不锈钢制成*镀层厚度为'%'+;;#'%$';;*表面粗糙度$'%0$;*辊面硬

度">?2''&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&

@(!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$

$(!密度*按!"!#-101进行测定*推荐值见表$-

&(!压缩弹性模量*按!"!#44$1进行测定*推荐值见表$-

1(!尺寸*'-05&(;;A'-05&(;;A$';;-

0(!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$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-0;;A-0;;*质量范围$'':#

0'':*推荐值见表$&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&

B(!收卷装置$牵引丝束运行*对丝束进行收卷&运行速度能控制在'$+5&(;!;CD*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&

&

!"!#!"#$%"&'&&

$(!含%个导向棒的起毛量测试仪

%(!含!个导向棒的起毛量测试仪

标引序号说明$

$"""放卷装置-

&"""导向环-

1"""导向棒-

0"""导向及展纱装置-

+"""高度差-

-"""毛丝收集材料-

,"""加载块-

4"""高度调节装置-

2"""收卷装置&

图"!起毛量测试仪示意图

%%&!分析天平

最小分度值'%$;:&

1

!"!#!"#$%"&'&&

)!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

于&'';&

*!试验步骤

*%"!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&08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后读取其质量记为精确至

*+;CD*!'*'%$;:&

*%&!将样品置于放卷装置.见-%$9(/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-%$=(/的导向环和全部导向棒*导向棒数量见表$*并卷绕到收卷

装置.见-%$B(/上&调整导向棒之间排列的高度差*使丝束在经过导向棒进入毛丝收集装置.见-%$@(/

前能够展开*高度差通常设为'2'5$'(;;&

*%(!按照表$施加放卷张力&设定收卷速度为$+;!;CD&

*%!!将经称量后的毛丝收集材料'见4%$(叠合安放在毛丝收集装置.见-%$@(/上*将丝束从两块叠放

的毛丝收集材料中间穿过&按表$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-%$@(/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&

*%$!设定丝束的运行长度"*启动起毛量测试仪*推荐运行长度'+'5$(;&

*%!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+;CD后称取其质

量记为精确至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&

*%)!重复4%$#4%-两次&

*%*!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&

#!试验数据处理

按公式'$(计算碳纤维丝束起毛量$