[實(shí)用新型]碳纖維柔韌性的測(cè)試裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320649002.4
• 申請(qǐng)日: 2013-10-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203519431U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杭傳偉;李國(guó)明;李春輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇恒神纖維材料有限公司
• 主分類號(hào): G01N3/14
• 分類號(hào): G01N3/14;G01N3/02
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 沈志海

技術(shù)領(lǐng)域

???本實(shí)用新型涉及一種碳纖維柔韌性的測(cè)試裝置。

背景技術(shù)

????碳纖維作為先進(jìn)復(fù)合材料的重要組成部分，具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、低密度、導(dǎo)電效率高等突出的優(yōu)異性能。因此，自上世紀(jì)六七十年代誕生以來(lái)，碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料就迅速在航空航天，大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)械，建筑工業(yè)，汽車工業(yè)，體育用品，導(dǎo)體材料，海洋耐腐蝕材料等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用并呈現(xiàn)出逐年遞漲的趨勢(shì)，并且隨著碳纖維生產(chǎn)工藝的不斷優(yōu)化以及生產(chǎn)成本的不斷降低，越來(lái)越多的碳纖維復(fù)合材料將走進(jìn)普通民眾的家庭，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。

????在一般市售的碳纖維產(chǎn)品中，碳纖維的模量一般都在220GPa以上，也就意味著碳纖維是一種脆性材料。這勢(shì)必會(huì)給后續(xù)的深加工帶來(lái)諸多不良的影響，如分散、開(kāi)叉、毛絲、毛團(tuán)、斷絲等。所以，在碳纖維表面涂覆一層作為保護(hù)層的上漿劑就顯得尤為必要，上漿劑可以大大降低碳纖維深加工過(guò)程中的各種不利影響，一款優(yōu)良的上漿劑有助于改善碳纖維的集束性、開(kāi)纖擴(kuò)幅性、柔韌性（硬挺度）等，同時(shí)可以大大降低深加工過(guò)程中的毛絲、毛團(tuán)、斷絲等，從而保證碳纖維性能的充分發(fā)揮，最終提高復(fù)合材料的整體性能。

????對(duì)碳纖維工藝性能的評(píng)價(jià)一直以來(lái)都是一個(gè)不小的難題，諸如集束性、開(kāi)纖擴(kuò)幅性、表面毛絲量、柔韌性（硬挺度）以及上漿劑含量等，現(xiàn)在比較普遍的做法是由經(jīng)驗(yàn)相對(duì)豐富的技術(shù)工人根據(jù)外觀和手感做出定性的評(píng)價(jià)結(jié)論。事實(shí)上，這樣的評(píng)價(jià)結(jié)論往往帶有一定的主觀意識(shí)，得不到大多數(shù)人的認(rèn)可。為此，有的碳纖維研究和生產(chǎn)單位提出了一些碳纖維工藝性能評(píng)價(jià)、測(cè)試方法，如中國(guó)專利CN?102304843?A公開(kāi)了一種碳纖維絲束起毛量測(cè)試裝置，可以定量檢測(cè)并準(zhǔn)確測(cè)定碳纖維絲束的起毛量，從而提高碳纖維制件的質(zhì)量穩(wěn)定性。另一篇中國(guó)專利CN?102735571?A公開(kāi)了一種測(cè)定碳纖維上漿劑含量的方法，可以快速測(cè)定碳纖維表面上漿劑含量。但實(shí)踐證明，僅評(píng)價(jià)碳纖維絲束的起毛量和上漿劑含量是不夠的，碳纖維的柔韌性（硬挺度）也是碳纖維性能否充分發(fā)揮的一個(gè)至關(guān)重要的影響因素，如果碳纖維太軟，可能會(huì)出現(xiàn)集束性差、毛絲量多，反之，則開(kāi)纖擴(kuò)幅性差、深加工困難、與基體樹(shù)脂的浸潤(rùn)性差。

????上述問(wèn)題是在碳纖維工藝性能的評(píng)價(jià)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)予以考慮并解決的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種碳纖維柔韌性的測(cè)試裝置解決現(xiàn)有技術(shù)中存在碳纖維工藝性能的評(píng)價(jià)結(jié)論往往帶有一定的主觀意識(shí)，得不到大多數(shù)人的認(rèn)可，以及由于碳纖維的柔韌性也是碳纖維性能否充分發(fā)揮的一個(gè)至關(guān)重要的影響因素，僅評(píng)價(jià)碳纖維絲束的起毛量和上漿劑含量是不能得出較準(zhǔn)確結(jié)論的問(wèn)題。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：

一種碳纖維柔韌性的測(cè)試裝置，包括全封閉的試驗(yàn)箱，所述試驗(yàn)箱設(shè)有推拉門(mén)，所述試驗(yàn)箱的側(cè)壁采用無(wú)色透明塑料板，所述試驗(yàn)箱的底面設(shè)有承重鋼板，在試驗(yàn)箱的頂部設(shè)有承重120g以上的彈簧夾一，所述試驗(yàn)箱設(shè)有用于校正待測(cè)碳纖維扭曲的砝碼，所述砝碼設(shè)有彈簧夾二，在所述試驗(yàn)箱的內(nèi)部左側(cè)設(shè)有試驗(yàn)平臺(tái)，所述試驗(yàn)平臺(tái)設(shè)有用于固定待測(cè)碳纖維的固定膠帶，所述試驗(yàn)箱的內(nèi)部右側(cè)配有用于上下調(diào)節(jié)高度的標(biāo)尺，所述標(biāo)尺設(shè)有刻度尺，所述標(biāo)尺的高度由無(wú)極變速的電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)，所述標(biāo)尺的最高點(diǎn)與平臺(tái)的最高面平齊，所述試驗(yàn)箱的底部設(shè)有水平調(diào)節(jié)旋鈕，所述試驗(yàn)箱的左側(cè)外部設(shè)有用于調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變速旋鈕。

優(yōu)選地，所述試驗(yàn)箱的長(zhǎng)×寬×高分別為800mm×400mm×600mm。

優(yōu)選地，所述試驗(yàn)箱的側(cè)壁采用透明的聚乙烯或聚丙烯制成。

優(yōu)選地，所述砝碼與彈簧夾二的總質(zhì)量為100±0.5g。

優(yōu)選地，所述試驗(yàn)平臺(tái)的長(zhǎng)×寬×高分別為300mm×100mm×300mm，所述試驗(yàn)平臺(tái)的材質(zhì)為304型不銹鋼，所述試驗(yàn)平臺(tái)頂部要求拋光120目。

優(yōu)選地，所述標(biāo)尺的長(zhǎng)×寬×高分別為300mm×20mm×10mm，所述標(biāo)尺的材質(zhì)為304型不銹鋼，所述標(biāo)尺的頂部要求拋光120目。

優(yōu)選地，所述刻度尺的測(cè)試量程以試驗(yàn)平臺(tái)的右側(cè)邊緣為0刻度，所述刻度尺的測(cè)試量程為300mm，所述刻度尺的測(cè)試精確度為1mm。

一種碳纖維柔韌性的測(cè)試裝置的測(cè)試方法，包括以下步驟：

A、調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱內(nèi)溫度為25℃±3℃、相對(duì)濕度為50%±5%，并使用水平儀調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱水平，打開(kāi)試驗(yàn)箱的推拉門(mén)后，在上述環(huán)境中靜置1小時(shí)以上；

B、選取定長(zhǎng)應(yīng)不低于10米的待測(cè)碳纖維，從中抽出一段待測(cè)碳纖維束絲，每隔2～5米剪取400mm長(zhǎng)度的待測(cè)碳纖維，共取三段待測(cè)碳纖維；