[發明專利]用于預氧化纖維力學性能測試的制樣方法

無效

• 申請號: 201010284005.3
• 申請日: 2010-09-16
• 公開（公告）號: CN101968410A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 王浩靜;劉福杰;范立東;程璐;劉歡;王紅飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

技術領域

本發明屬于材料測試技術領域，具體涉及到一種用于預氧化纖維力學性能測試的制樣方法。

背景技術

碳纖維是上世紀60年代興起的一種新型炭材料，它具有高比強度、高比模量、高導電性和導熱性、低熱膨脹系數、低密度、耐高溫、耐疲勞、抗蠕變、自潤滑等一系列的優異性能，是一種理想的功能材料和結構材料，廣泛應用于航天、民用航空、文體以及運輸等領域，并具有廣闊的應用前景。

碳纖維的制備包括紡絲、預氧化、炭化三大工藝過程，其中，原絲的預氧化是影響碳纖維質量、碳收率和生產效率的關鍵工藝。預氧化纖維性能直接影響其碳纖維的最終質量。因此，對預氧化纖維的性能進行測試從而確定相應的炭化工藝是非常必要的。一直以來，測試預氧化纖維的力學性能多用碳纖維的力學性能測試標準，其制樣方法的具體步驟：手工浸膠-繃緊于框架上-鼓風干燥箱中固化。此方法所制預氧化纖維含膠量不能保證完全相同且易留下較多的膠珠影響預氧化纖維的力學性能測試結果。

發明內容

為了解決現有的用于預氧化纖維力學性能測試的制樣方法無法保證待測預氧化纖維含膠量，影響纖維力學性能的技術問題，本發明提供一種用于預氧化纖維力學性能測試的制樣方法。

本發明的技術解決方案：

一種用于預氧化纖維力學性能測試的制樣方法，其特殊之處在于：包括以下步驟：

1】將待測預氧化纖維置于放絲輥上；

2】將通過放絲輥的預氧化纖維經過浸膠槽浸膠；

3】將浸過膠的預氧化纖維通過壓輥；

4】經過壓輥后的、浸膠均勻的預氧化纖維固定于樣品成型架，所述樣品成型架可勻速轉動，用于固定預氧化纖維；

5】將固定于樣品成型架上的預氧化纖維烘干。

上述放絲輥為立式結構放絲輥；

上述浸膠時間為3～10min；

上述浸膠槽帶有一個可拆卸蓋子；

上述壓輥包括一個主動輥和一個被動輥，所述待測樣品從主動輥和被動輥之間通過。

上述預氧化纖維烘干的具體步驟如下：

將固定于樣品成型架上的預氧化纖維冷卻5～10min；再將樣品成型架整體放入鼓風干燥箱中，110～130℃溫度下烘干30～50min。

上述預氧化纖維冷卻時間為8min。

上述浸膠槽的長度為20～50cm。

上浸膠槽的長度為30cm。

本發明所具有的優點：

1、本發明與傳統的制樣方法相比較，增加了壓輥將浸過膠液的待測樣品上面過量的膠液擠壓去除的步驟，使測試樣品的浸膠更加充分、含膠量更加均勻，試樣上不會留下影響測試結果的膠珠。

2、通過使用本發明方法制備的用于預氧化纖維力學性能測試的預氧化纖維，具有浸膠均勻、表面光滑、平直、無缺陷、無掛膠珠現象等優點。同一批待測預氧化纖維，用此方法制樣比用傳統方法制樣測得的結果離散性更小一些，非正常斷裂次數更少一些，能較好的排除制樣對測試結果的影響。

3、本發明浸膠槽為帶活動可方便拆卸蓋子的結構，可大大降低浸膠液中丙酮揮發，從而使浸膠液濃度更均勻，且不用經常更換膠液。

附圖說明

圖1本發明方法的工藝流程圖。

其中：1-放絲輥，2-浸膠槽，3-壓輥，4-樣品成型架，5-鼓風干燥箱。

具體實施方式

在圖1中，本發明的工藝流程的設備排布為：放絲輥1-浸膠槽2-壓輥3-樣品成型架4-鼓風干燥箱5。

具體過程如下：

1)將待測預氧化纖維以均勻的速度放到立式放絲輥1上，與以往橫放結構相比，放絲輥1為立式結構，可減小絲的擺動；可以減小絲的擺動，紡絲張力更均勻；

2)將通過放絲輥1的預氧化纖維穿過浸膠槽2，浸膠時間為3～10min；浸膠槽2為帶活動可方便拆卸蓋子的結構，浸膠槽2的長度為20～40cm，最好為30cm；浸膠槽可使預氧化纖維在經過浸液槽時浸泡完全，浸膠量基本相同，為防止由于揮發性物質揮發導致膠液濃度變化過大，該浸膠槽需安裝一個可靈活拆卸的蓋子；

3)將浸過膠的預氧化纖維通過壓輥3，壓輥包含一個主動輥和一個被動輥，壓輥3可以將浸過膠液的待測預氧化纖維上面過量的膠液擠壓去除，防止膠珠的形成，同時提高了浸膠的均勻性；

4)經過壓輥3后的浸膠均勻的預氧化纖維固定于樣品成型架4，樣品成型架4可勻速轉動，樣品成型架4可將浸過膠液的待測預氧化纖維固定以便固化；

5)將固定了預氧化纖維的樣品成型架4放置冷卻5～10min，最好是8min，而后將樣品成型架4整體放入鼓風干燥箱5中在110～130℃溫度條件下烘干30～50min。鼓風干燥箱5可將浸過膠液的待測預氧化纖維干燥固化，以便進行下一步的測試。