(高清版)GBT 41956-2022 碳纖維絲束起毛量的測(cè)定

碳纖維絲束起毛量的測(cè)定2022-12-30發(fā)布2023-04-01實(shí)施國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由全國(guó)碳纖維標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC572)提出并歸口。本文件起草單位：北京航空航天大學(xué)、威海拓展纖維有限公司、南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院有限公司、中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司、航天材料及工藝研究所、中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司、上海飛機(jī)制造有限公司、常州達(dá)姆斯檢測(cè)技術(shù)有限公司。本文件主要起草人：顧軼卓、劉艷艷、李敏、馬丹、崔郁、潘月秀、韓風(fēng)、李慶輝、黃大明、刁何樂(lè)、Ⅱ本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)提請(qǐng)注意，聲明符合本文件時(shí)，可能涉及6.1中起毛量測(cè)試儀的組成和技術(shù)要求與“碳纖維起毛量測(cè)試裝置及測(cè)量方法(ZL201610475439.9)”相關(guān)的專利的使用。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)對(duì)于該專利的真實(shí)性、有效性和范圍無(wú)任何立場(chǎng)。該專利持有人已向本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)承諾，他愿意同任何申請(qǐng)人在合理且無(wú)歧視的條款或條件下，就專利授權(quán)許可進(jìn)行談判。該專利持有人的聲明已在本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)備案。相關(guān)信息可以通過(guò)以下聯(lián)系方式獲得：專利持有人姓名：北京航空航天大學(xué)。地址：北京市海淀區(qū)學(xué)院路37號(hào)。請(qǐng)注意除上述專利外，本文件的某些內(nèi)容仍可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的1碳纖維絲束起毛量的測(cè)定1范圍本文件規(guī)定了碳纖維絲束起毛量的測(cè)試原理、試驗(yàn)條件、儀器設(shè)備、樣品、試驗(yàn)步驟、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和試驗(yàn)報(bào)告等內(nèi)容。本文件適用于1k～50k的聚丙烯腈基碳纖維絲束，其他規(guī)格的碳纖維也可參照使用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T6343泡沫塑料及橡膠表觀密度的測(cè)定GB/T8813硬質(zhì)泡沫塑料壓縮性能的測(cè)定GB/T26749碳纖維浸膠紗拉伸性能的測(cè)定GB/T40724碳纖維及其復(fù)合材料術(shù)語(yǔ)3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T40724界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。4測(cè)試原理碳纖維絲束在帶有計(jì)長(zhǎng)裝置的機(jī)械牽引下，按一定的速度通過(guò)導(dǎo)向棒將絲束展開(kāi)變薄，再通過(guò)一對(duì)帶有法向載荷的毛絲收集材料，對(duì)展開(kāi)的絲束產(chǎn)生適中的摩擦力并收集絲束中的毛絲。稱量毛絲收集材料收集毛絲前后質(zhì)量的變化得到起毛量。5試驗(yàn)條件試驗(yàn)前，將試樣在溫度為(23±2)℃,相對(duì)濕度為(50±10)%的試驗(yàn)室環(huán)境中放置不少于24h。在同樣環(huán)境下測(cè)試。6儀器設(shè)備6.1起毛量測(cè)試儀如圖1所示，起毛量測(cè)試儀主要由以下部分組成：a)放卷裝置：帶有張力調(diào)節(jié)裝置，能為絲束放卷過(guò)程提供放卷張力?？刹捎孟鹉z等材料提供放卷張力。放卷張力范圍為100g～800g,推薦值見(jiàn)表1(其中斷裂應(yīng)變依據(jù)GB/T26749測(cè)定)。2表1各規(guī)格碳纖維絲束起毛量測(cè)試儀的設(shè)備參數(shù)推薦值絲束規(guī)格斷裂應(yīng)變%放卷張力g個(gè)g海綿密度kg/m3海綿壓縮彈性模量/kPa6250±525±5425±5200±56250±525±5425±5400±56250±525±548k～50k800±56250±525±5b)導(dǎo)向及展紗裝置：由1個(gè)導(dǎo)向環(huán)、6根或4根直徑φ10mm的導(dǎo)向棒組成。對(duì)于斷裂應(yīng)變≥1.2%的絲束，采用圖la)所示的含6個(gè)導(dǎo)向棒的裝置；對(duì)于斷裂應(yīng)變<1.2%的絲束，采用圖1b)所示的含4個(gè)導(dǎo)向棒的裝置。導(dǎo)向環(huán)用于消除碳纖維絲束放卷過(guò)程中的擺動(dòng)，導(dǎo)向環(huán)由陶瓷制成，內(nèi)徑為12mm,表面粗糙導(dǎo)向棒由鍍硬鉻不銹鋼制成，鍍層厚度為0.05mm～0.10mm,表面粗糙度≤0.4μm,輥面硬度≥HV900。導(dǎo)向棒的排列位置可以進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)調(diào)整導(dǎo)向棒之間排列的高度差，調(diào)節(jié)進(jìn)入毛絲收集裝置前絲束的展開(kāi)程度。c)毛絲收集裝置：由具有一定柔性、表面粗糙度且多孔的毛絲收集材料、加載塊和高度調(diào)節(jié)裝置組成，對(duì)經(jīng)過(guò)的絲束產(chǎn)生一定的摩擦力并能吸附絲束上摩擦掉落的毛絲。毛絲收集材料推薦采用去除表皮的、表面平整、不含無(wú)機(jī)填料的聚氨酯海綿，要求如下：1)密度，按GB/T6343進(jìn)行測(cè)定，推薦值見(jiàn)表1;2)壓縮彈性模量，按GB/T8813進(jìn)行測(cè)定，推薦值見(jiàn)表1;4)毛絲收集材料應(yīng)在保質(zhì)期內(nèi)使用，若無(wú)法確定保質(zhì)期，則試驗(yàn)前需對(duì)毛絲收集材料的密度和壓縮彈性模量進(jìn)行測(cè)試，滿足表1中海綿性能要求后方可使用。加載塊采用不銹鋼金屬制成，形狀為長(zhǎng)方體，面內(nèi)尺寸為64mm×64mm,質(zhì)量范圍100g~400g,推薦值見(jiàn)表1。加載塊底面平整且尺寸與毛絲收集材料一致，以保證對(duì)毛絲收集材料產(chǎn)生均勻壓力。高度調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)整毛絲收集材料所處的高度位置，保證絲束被兩塊毛絲收集材料夾持后，絲束在毛絲收集材料中水平運(yùn)動(dòng)。d)收卷裝置：牽引絲束運(yùn)行，對(duì)絲束進(jìn)行收卷。運(yùn)行速度能控制在(15±2)m/min,能自動(dòng)記錄絲束的運(yùn)行長(zhǎng)度，并具有達(dá)到預(yù)設(shè)長(zhǎng)度自動(dòng)停機(jī)功能。3a)含6個(gè)導(dǎo)向棒的起毛量測(cè)試儀b)含4個(gè)導(dǎo)向棒的起毛量測(cè)試儀標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：1——放卷裝置；2—-導(dǎo)向環(huán)；3——導(dǎo)向棒；5——高度差；6——毛絲收集材料；7——加載塊；9——收卷裝置。圖1起毛量測(cè)試儀示意圖最小分度值0.1mg。47樣品碳纖維絲束樣品應(yīng)卷繞完好，外觀均勻，無(wú)異物，纖維束間無(wú)粘連，無(wú)明顯人為損傷。連續(xù)長(zhǎng)度不低8試驗(yàn)步驟8.1毛絲收集材料切裁成規(guī)定的尺寸，在試驗(yàn)室環(huán)境條件下放置至少24h進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)。取兩塊毛絲收集材料置于分析天平上，放置至少5min后讀取其質(zhì)量，記為m。,精確至0.1mg.8.2將樣品置于放卷裝置(見(jiàn)6.1a)]上，褪去卷裝外層的絲束，其長(zhǎng)度至少要保證能褪去完整一層。將絲束依次通過(guò)導(dǎo)向及展紗裝置(見(jiàn)6.1b)]的導(dǎo)向環(huán)和全部導(dǎo)向棒，導(dǎo)向棒數(shù)量見(jiàn)表1,并卷繞到收卷裝置[見(jiàn)6.1d]]上。調(diào)整導(dǎo)向棒之間排列的高度差，使絲束在經(jīng)過(guò)導(dǎo)向棒進(jìn)入毛絲收集裝置(見(jiàn)6.1c)]前能夠展開(kāi)，高度差通常設(shè)為(90±10)mm。8.3按照表1施加放卷張力。設(shè)定收卷速度為15m/min。8.4將經(jīng)稱量后的毛絲收集材料(見(jiàn)8.1)疊合安放在毛絲收集裝置(見(jiàn)6.1c)]上，將絲束從兩塊疊放的毛絲收集材料中間穿過(guò)。按表1選擇合適的加載塊并放置于毛絲收集材料上部，加載塊底面平整且尺寸與毛絲收集材料一致，以保證對(duì)毛絲收集材料產(chǎn)生均勻壓力。通過(guò)毛絲收集裝置(見(jiàn)6.1c)]的高度調(diào)節(jié)裝置保證毛絲收集材料與絲束完全貼合且無(wú)夾角。8.5設(shè)定絲束的運(yùn)行長(zhǎng)度L,啟動(dòng)起毛量測(cè)試儀，推薦運(yùn)行長(zhǎng)度(50±1)m。8.6試驗(yàn)結(jié)束后取下毛絲收集材料，防止收集的毛絲掉落，在分析天平上放置至少5min后稱取其質(zhì)量，記為m?,精確至0.1mg。測(cè)試時(shí)避免毛絲收集材料發(fā)生明顯變形。若因收集毛絲過(guò)程導(dǎo)致海綿發(fā)生磨損，則該數(shù)據(jù)無(wú)效，需更換海綿重新進(jìn)行測(cè)試。8.7重復(fù)8.1～8.6兩次。8.8若導(dǎo)向棒溫度有明顯升高，則需待導(dǎo)向棒溫度降至室溫后再進(jìn)行測(cè)試。若導(dǎo)向棒表面殘留有毛絲或黏附了上漿劑，則需進(jìn)行清理后再測(cè)試。9試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理按公式(1)計(jì)算碳纖維絲束起毛量：式中：Q——碳纖維絲束起毛量，單位為毫克(mg);m?——毛絲收集材料及