[發(fā)明專利]增強纖維浸膠紗制樣中的定量控制裝置及制樣方法

在審

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• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN110938953A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李駿光;方允偉;郝鄭濤;徐琪;馬丹;孫天鶴;李俊;文冶天
• 申請（專利權(quán)）人: 南京玻璃纖維研究設(shè)計院有限公司
• 主分類號: D06B3/04
• 分類號: D06B3/04;D06B23/04;D06B23/28;D06B23/12
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司 32112
• 代理人: 周建武

本發(fā)明公開了一種增強纖維浸膠紗制樣中的定量控制裝置及制樣方法，包括機架；張力控制裝置，張力控制裝置包括張力控制器、驅(qū)動裝置、磁粉離合器、磁粉制動器、浸膠紗纏繞架和原紗支撐輥；樹脂黏度控制裝置，樹脂黏度控制裝置包括移動小車、樹脂槽和樹脂加熱槽，樹脂槽位于樹脂加熱槽內(nèi)，原紗經(jīng)過樹脂槽內(nèi)浸膠，移動小車與張力控制器電連接并隨浸膠紗纏繞在浸膠紗纏繞架上而在原紗支撐輥的長度方向上移動；樹脂含量控制裝置，包括壓輥架、上壓輥、下壓輥和第一排叉。本發(fā)明的有益效果是：將增強纖維浸膠紗制樣過程中決定纖維力學(xué)性能的幾個參數(shù)：張力、樹脂黏度、樹脂含量進行了定量控制，試樣通過定量可控的制備過程，品質(zhì)更為穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種增強纖維浸膠紗制樣中的定量控制裝置及制樣方法。

背景技術(shù)

增強纖維浸膠紗是由增強纖維絲束經(jīng)過浸漬液態(tài)樹脂并固化后制成的類圓柱體絲束狀復(fù)合材料。這種材料一般用來作為檢測試樣測試其拉伸性能。而這種測試方法是評價增強纖維力學(xué)性能最常規(guī)和最直觀的方法。

一根標(biāo)準(zhǔn)的浸膠紗試樣，外表平直、浸膠均勻、樣品表面無毛刺、斷紗、無掛樹脂膠體、無纖維錯位，周身呈集束狀，色澤圓潤光亮。同時試樣的樹脂和纖維的質(zhì)量含量必須在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)。否則，試樣不符合以上表述，應(yīng)舍棄不能用于試驗。

但是即使符合上述要求的試樣，在測試過程中，依舊會出現(xiàn)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的情況，同型號不同紗卷的浸膠紗試樣在順序依次制樣完畢后，測試的數(shù)據(jù)差異較大的情況。通常這種情況下，技術(shù)人員會對數(shù)據(jù)結(jié)果進行比對分析，大多數(shù)情況下分析出差異的原因會追溯至制樣過程中，結(jié)論是制樣過程中，試樣的張力、樹脂黏度、樹脂含量無法進行定量控制，導(dǎo)致測試結(jié)果的差異。所以，因為數(shù)據(jù)差異導(dǎo)致的重復(fù)制樣的情況是經(jīng)常發(fā)生的，數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定，讓檢測機構(gòu)不得不投入人員進行重復(fù)勞動，不僅降低了工作效率，頻繁的重復(fù)試驗或者為保證報告寄送客戶的及時率，更讓相關(guān)技術(shù)人員不得不加班加點工作，疲憊不堪。

浸膠紗的張力，影響試樣成型后的平直程度，增強纖維在其增強方向（纖維方向）如果發(fā)生彎曲，就會降低最終力學(xué)性能（拉伸強度）實測數(shù)據(jù)。由于目前比較常用的張力控制方式是標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 20310-2006 玻璃纖維無捻粗紗 浸膠紗試樣的制作和拉伸強度的測定）里介紹的機械摩擦法，就是讓增強纖維（原紗）通過輥輪，以調(diào)節(jié)紗線經(jīng)過輥輪的數(shù)量和角度，讓紗線和輥輪發(fā)生摩擦后產(chǎn)生阻力，轉(zhuǎn)化為紗線的張力，使紗線呈緊繃伸直狀態(tài)，張力過小會讓紗線彎曲，影響測試數(shù)據(jù)；張力過大，即紗線和輥輪之間的摩擦阻力也增大，過大的阻力在實際過程中會發(fā)生紗線斷絲的情況，這也會造成紗線成型之前的損傷，最終依舊會影響測試數(shù)據(jù)。

樹脂黏度和樹脂含量是兩個相互關(guān)聯(lián)的技術(shù)指標(biāo)，樹脂黏度影響樹脂浸潤纖維的速度和效果，理論上樹脂黏度越低，樹脂流動性越好，浸潤纖維的速度越快，效果會越好；反之樹脂流動性越差，浸潤速度也會越慢，效果也會較差。樹脂含量是描述復(fù)合材料中樹脂和纖維的體積或質(zhì)量的占比情況，樹脂在復(fù)合材料中是保護纖維和傳遞載荷的作用，樹脂含量較低，會造成局部載荷傳遞不均勻的情況，導(dǎo)致薄弱處提前發(fā)生破壞，影響試驗結(jié)果；反之樹脂含量過高，容易造成試樣掛珠情況，這些掛珠的部位會產(chǎn)生應(yīng)力集中，同樣會造成試樣提前破壞，因此樹脂含量必須控制在一定范圍內(nèi)。樹脂黏度在一定程度上會影響樹脂含量的，粘度過低，樹脂流動性很大，會讓樹脂含量相對偏低；反之，粘度較高，樹脂流動性差，樹脂易附著與纖維表面，沒有外界干預(yù)的情況下，很難去除，造成樹脂含量偏高甚至掛珠的現(xiàn)象。

標(biāo)準(zhǔn)里談及張力控制、樹脂含量控制以及樹脂黏度控制，但是均無具體定量控制的方案，甚至有些非定量方案在實施過程中也很難實現(xiàn)或者實現(xiàn)后的效果不理想。比如：樹脂含量控制裝置，標(biāo)準(zhǔn)里畫圖表示采用直徑適中的圓孔，讓浸膠紗穿過圓孔，過濾多余的樹脂，但是實際制樣過程中，紗線線密度（粗細）不一致，線密度較低的紗線，直徑只有0.3mm甚至以下的尺寸，穿紗進這樣尺寸的圓孔本就是不方便實現(xiàn)的操作。

發(fā)明內(nèi)容