[發明專利]一種單向碳纖維布拉伸性能測試的制樣方法

有效

• 申請號: 202110546820.0
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113176128B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 曾兵;姚淑芳;李強;馬鳳淑
• 申請（專利權）人: 中國建筑科學研究院有限公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 北京青松知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11384
• 代理人: 鄭青松

本發明涉及一種單向碳纖維布拉伸性能測試的制樣方法，屬于材料測試樣品制備方法技術領域。其通過在碳纖維片材成型過程中在碳纖維布兩端預先鋪設適宜寬度的同一類型的碳纖維布條，得到碳纖維片材的同時形成一次性固化成型的碳纖維布?樹脂基加強片，替代了傳統制樣方法中待碳纖維片材裁剪成待測尺寸的試件后外粘貼傳統加強片或后固化成型樹脂型加強片的方法，避免了加強片預處理不當、粘接工藝控制不合理和選擇的樹脂膠粘劑不恰當等因素引入的測試誤差，提高了測試結果的準確性和可靠性。同時在樹脂膠粘劑初凝階段對碳纖維片材進行裁剪，操作更加簡便，且可避免固化充分的片材硬度過高時裁剪易引起的尺寸偏差、豁口和試樣被灼燒等不利因素。

技術領域

本發明涉及一種制樣方法，尤其涉及一種單向碳纖維布拉伸性能測試的制樣方法，屬于材料測試樣品制備方法技術領域。

背景技術

碳纖維材料具有高抗拉強度、高彈性模量、耐腐蝕性能優異，以及密度低等優點，其與配套樹脂膠粘劑復合而成的碳纖維增強樹脂基復合材料運用在加固工程中具有施工方便、質量可控、同時不增加結構自重的特點，被廣泛應用于水利、橋梁、工業與民用建筑領域等建筑物的補強加固中。而單向碳纖維布的力學性能是影響該復合材料使用效果的關鍵因素。其中，單向碳纖維布的拉伸性能是其力學性能中尤為重要的一項。

目前，單向碳纖維布拉伸性能的測試方法依據國家標準GB/T 3354-2014《定向纖維增強聚合物基復合材料拉伸性能試驗方法》進行。然而，該標準中并未明確此類樣品成型試件的制樣方法。現有的關于單向碳纖維布拉伸性能測試的制樣方法包括岳清瑞、曹勁松等在《碳纖維布標準檢測方法中試件尺寸影響的試驗研究》一文中提及的方法，和劉占清、鮑亞楠等在CN104819877A“一種碳纖維布拉伸性能測試的制樣方法”專利中公開發明的方法。

但現有的制樣方法均存在以下技術難點：

1、均采用從已經硬化的單向碳纖維測片材中裁剪得到測試用的成型樣條。當樹脂膠粘劑充分浸潤單向碳纖維布并硬化形成復合片材后，片材的硬度高、剛性大使得裁剪難度增加，通常需要專用切割工具，裁剪時易出現豁口、或由于切割工具與片材劇烈摩擦出現過熱被灼燒現象，增加了試件的不合格率，影響了測試結果的準確性和可靠性；同時專用切割工具裁剪片材對操作人員有一定的技術要求，費時費工，且增加了測試成本；此外，在裁剪過程中會出現粉塵和有害氣體污染，不利于長期從事該工作人員的身體健康，且不符合環保理念。

2、均在拉伸用試件成型后制備加強片。粘貼傳統的鋁片或者纖維增強樹脂片時，需要對加強片進行預處理，預處理的效果和粘貼時的粘接工藝將直接影響測試結果，降低了檢測結果數據的準確性和可靠性。而一次性固化成型樹脂加強片的方式需要使用配套的加強片成型模具，并待樹脂加強片固化完全后進行脫模，增加了測試成本和檢測周期；此外，該方法中加強片的加強效果受樹脂膠粘劑的性能影響，韌性不足的樹脂加強片易在測試過程中被夾具夾裂，失去加強效果。

發明內容

為了克服現有技術的上述問題，本發明提出了一種單向碳纖維布拉伸性能測試的制樣方法，用于解決拉伸性能測試樣條的準確度和可靠性問題。

為了解決上述問題，本發明采用了如下技術方案：

一種單向碳纖維布拉伸性能測試的制樣方法，包括如下步驟：

(1)從待測碳纖維布上分別裁剪邊長為300mm*300mm的碳纖維布1張和邊長為300mm*60mm的碳纖維布8條；

(2)選取單向碳纖維布試樣固化所需用量的環氧樹脂膠粘劑，然后在玻璃平板上放置一張PET聚酯薄膜，將樹脂膠粘劑均勻涂覆在PET聚酯薄膜上；

(3)隨后取邊長為300mm*60mm的碳纖維布條4條，用浸漬膠充分浸潤，并分別在上述PET聚酯薄膜的兩端各平鋪2條被環氧樹脂膠粘劑浸潤后的碳纖維布條；