[發明專利]一種碳纖維層間剪切樣條的制備方法和制備裝置

在審

• 申請號: 202011637678.2
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112848383A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 張新偉;姜藝璽;齊志軍;宋立志;王春曉;潘林武;周占發;陳科瑾;王芹娜;呂田苗
• 申請（專利權）人: 榮成碳纖維科技有限公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/46;B29C70/54;B29C70/56;G01N1/28
• 代理公司: 北京怡豐知識產權代理有限公司 11293
• 代理人: 于振強

本發明涉及一種碳纖維層間剪切樣條的制備方法和制備裝置，其現有方法和裝置不便于操作、測定誤差大、可重復性差的技術問題，其包括如下步驟：在熱壓上下模具上均勻涂上脫模劑，預熱；將所需碳纖維纏繞在纏絲板上，預熱；稱量并配制膠液，放入熱壓機中對樹脂體系進行熱熔；將所配透明狀膠液涂抹在預熱好的熱碳纖維樣品上；將涂有透明膠液的碳纖維從纏絲板上取下，放入熱壓下模具中，用纖維束夾持裝置夾住纖維兩端，加熱；合模，加熱；升溫繼續加熱；再升溫加熱，降溫冷卻、脫模、切割，備測試用。本發明同時提供其設備。本發明可用于碳纖維的測試領域。

技術領域

本發明涉及一種復合材料制備方法和制備裝置，具體說是一種碳纖維層間剪切樣條的制備方法和制備裝置。

背景技術

碳纖維是指含碳量在90％以上的無機材料纖維，它具有密度小、質量輕、高強度、高比模量、耐磨損、耐腐蝕等一系列的優異性能，因此廣泛用在航空航天、體育休閑、汽車輕量化、風電葉片等領域和行業。

隨著我國碳纖維技術的逐步突破，碳纖維的生產打破了國外的技術壟斷，T300、T700、T800等碳纖維已實現了穩定的國產化，穩定可靠的檢測數據，為我國碳纖維行業突破國外技術壁壘提供了強有力的數據支持，為技術改進提供了指導依據。

碳纖維在生產過程中，層間剪切強度是表征界面處理優良的重要指標。現有制備技術碳纖維層間剪切強度樣條均采用手工加壓，所施加壓力不可控，不能確保樣條所受壓力一致，且取出加壓時溫度沒有保障，人工在此操作過程中隨機性較大，因此造成層間剪切強度誤差較大，離散系數較大，不能完全真實反應出高性能碳纖維的層間剪切強度，不能很好的指導生產過程界面處理工藝。

公開號為CN108426760A的中國發明專利申請公開了一種制備復合材料層間剪切強度樣條方法，其包括如下步驟：a)在制樣之前，根據碳纖維的規格和復合材料樣條中纖維的含量計算所需碳纖維的根數；b)稱量并配制適量的環氧樹脂膠液，將其放入烘箱中熱熔至透明狀；c)將碳纖維置于退卷裝置上，將其導入浸膠槽，將熱熔后的環氧樹脂膠液倒入浸膠槽中，沒過纖維，并在纏絲板上纏繞相應根數浸漬膠液后的纖維；d)用刀片取下纏絲板上浸漬膠液的纖維，對稱折疊3次后，平直放入提前在烘箱中預熱且均勻涂有脫模劑的模具槽體的凹槽中；e)將纖維和槽體一并放入140℃的烘箱中加熱60min，膠液變硬時取出模具槽體，放回140℃烘箱中繼續加熱60-90min，取出后再次加壓150-280N·m，再放入160℃烘箱中固化2-4h后，冷卻、脫模切割成所需尺寸測試樣條。

但是，該方法主要存在如下問題：

1、先浸膠再纏絲，無法保證膠液在纖維上的均勻性；

2、膠液變硬時合模，則制備樣條的含膠量難以控制；

3、首次加壓時未明確控制壓力，不便于操作和過程的可重復性；

4、合模、加壓時需從烘箱中取出，造成操作過程中溫度得不到控制；

5、人工操作過程中隨機因素多，會造成層間剪切強度誤差較大，離散系數較大。

發明內容

本發明就是為了解決現有方法和裝置不便于操作、測定誤差大、可重復性差的技術問題，提供一種測定方便、準確可靠、一致性好的碳纖維層間剪切樣條的制備方法和制備裝置。