一种碳纤维复丝拉伸强度试样的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种碳纤维复丝拉伸强度试样的制备方法，其步骤如下：1）采用缠绕机将复丝缠绕在缠绕架上；2）将缠绕复丝的缠绕架放置胶槽中；3）将浸胶后的缠绕架放入烘箱中固化；4）将固化后的复丝从缠绕架上剪下；5）将复丝样条按照粘贴板上的标识进行粘贴；6）将贴好加强片的复丝样条放入烘箱中再固化；7）将二次固化后的样条进行修剪裁样；贴加强片的粘贴板是按照测试要求特制的带标识的粘贴板，将样条两端摆放在抹好的胶条上，转动样条，其上设置另一未涂胶的加强片后再覆盖一层塑料纸。本发明专利技术简化了复丝拉伸强度的制样方法，特别是加强片的粘贴过程，并且提高了测试过程时样条的有效断裂率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维复丝拉伸强度试样的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种碳纤维复丝拉伸强度试样，具体涉及到一种用于碳纤维复丝拉伸强度测试的制样方法。

技术介绍

[0002]碳纤维是一种含碳量在95%以上的高性能纤维，具有高比模量、高比强度、强耐疲劳性能等优异性能，是理想的结构和功能材料，被广泛应用于风电、航空航天、体育用品、交通运输等领域。碳纤维作为结构材料设计应用时，其拉伸性能通常为后者设计的核心性能指标。碳纤维复丝拉伸强度是评价纤维性能的重要力学性能指标，试样制备主要分为机械浸胶和手工浸胶，机械浸胶是将复丝先浸渍树脂后再缠绕上架，手工浸胶是将复丝先缠绕上架后再浸渍树脂，再经固化等过程最终制得试样样条。
[0003]由于碳纤维复丝拉伸性能测试属于破坏性实验，具有不可重复性，且受样品、制样过程、测试过程的稳定性影响，尽管测试方法和实验设备一致，实验测试结果始终存在离散性。

技术实现思路

[0004]为解决现有制样方法的不便操作和稳定性差的问题，提供了一种制作方便、有效断裂率高的碳纤维复丝拉伸强度试样的制备方法。
[0005]本专利技术提供一种碳纤维复丝拉伸强度试样的制备方法，包括以下步骤：（1）复丝上架：将碳纤维复丝缠绕在缠绕架上；（2）浸胶：将缠绕复丝的缠绕架放置带有胶液的胶槽中，静止2~10min；（3）固化：将浸胶后的缠绕架于一定温度下固化；（4）剪丝：将固化后的复丝从缠绕架上剪下，得到一定长度的样条；（5）贴加强片：将第一加强片对称平行设置在在粘贴板两侧边，在第一加强片上每间隔一定距离涂抹胶，将样条两端平直摆放在第一加强片的涂胶区域上，转动样条，使样条沾满胶，并确保每个样条平直设置，将第二加强片遮盖在第一加强片上，其上覆盖一层塑料纸后，对加强片所在区域施加5~10KN的压力；（6）二次固化：将施加压力后的复丝样条于一定温度下固化；（7）裁样：去除粘贴板，将二次固化后的复丝样条进行修剪裁样，得到待测样条试样。
[0006]进一步的，步骤（1）中，采用缠绕机施加1~10KN的张力，将碳纤维复丝缠绕在缠绕架上。
[0007]进一步的，步骤（2）中，胶液为环氧树脂类，胶液包含环氧树脂、固化剂和丙酮，其中，以质量比计，环氧树脂：固化剂=10：1，丙酮是溶剂，比例可调；固化剂为胺类。
[0008]进一步的，步骤（5）中，胶包含环氧树脂、固化剂，以质量比计，环氧树脂：固化剂=10：1，固化剂为胺类。
[0009]进一步的，步骤（3）中，将浸胶后的缠绕架放入120~135℃鼓风烘箱中固化30~70min。
[0010]进一步的，步骤（5）中，粘贴板采用复合材料板或金属合金板，加强片选用面密度250~600g/m2的牛皮纸或硬纸板。
[0011]进一步的，步骤（6）中，将施加压力后的复丝样条放入80~110℃的鼓风烘箱中固化90~150min。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的优点是：采用本方法规范了加强片粘贴过程，一方面能够有效的规避试样测试过程样条的滑脱等无效行为，提高了样条的有效断裂率；另一方面能够保障样条与两端加强片的垂直，提高了测试数据的稳定性和准确性。
附图说明
[0013]图1为本专利技术实施案例中粘贴板的示意图。
具体实施方式
[0014]下面结合实施例，对本专利技术进一步解释。
[0015]本专利技术采用缠绕机和粘贴板，一是提高了碳纤维缠绕的效果和稳定性，施加相同张力提高了缠绕制样的稳定性；二是采用粘贴板，保证了样条的垂直性，避免了测试时受力偏差；三是复丝样条两端摆放在加强片涂胶区域上，转动样条，使样条沾满胶，降低了样条脱落造成的无效断裂率。
[0016]如图1 所示，在粘贴板上设置加强片时，需将加强片先对称固定在粘贴板的指定区域即粘贴板两平行侧边上，粘贴板为复合材料板或金属合金板，在粘贴板的“加强片区域”设置加强片后，其上每间隔一定区域涂抹搅拌均匀的环氧树脂胶液，形成如图1所示的涂胶区域，然后将复丝样条两端摆放在加强片涂胶区域上，转动样条，使样条沾满环氧树脂胶液，再将另一片未涂环氧树脂胶液的加强片遮盖在涂胶的加强片上，其上再覆盖一层塑料纸后，对加强片所在区域施加压力，加强片可用选用牛皮纸或硬纸板。
[0017]实施例1：测试某国产T800碳纤维复丝拉伸强度，过程如下：（1）复丝上架，采用缠绕机施加5KN的张力，将碳纤维复丝缠绕在缠绕架上。
[0018]（2）浸胶，先取树脂E44 800g，放入50℃的烘箱中，烘5min后，加丙酮溶解后，再加固化剂三乙烯四胺80g，搅拌均匀后，倒入胶槽中；将缠绕复丝的缠绕架放置带有胶液的胶槽中，静止4min；沥干复丝上多余的胶液。
[0019]（3）固化，将沥干浸胶后的缠绕架放入120℃鼓风烘箱中固化40min；（4）剪丝，按照顺序将固化后的复丝从缠绕架上剪下，挑选均匀、无毛丝的样条，样条的长度为30cm，待贴加强片用。
[0020]（5）贴加强片，将2个加强片（采用牛皮纸，尺寸均为50mm*1000mm，面密度300g/m2）对称固定在粘贴板（采用金属合金板，尺寸为250mm*500mm）两平行侧边上，取树脂E44 300g，加入固化剂三乙烯四胺30g，搅拌均匀后，制得环氧树脂胶，将该环氧树脂胶每间隔一定距离涂抹在加强片上，涂抹后的胶呈胶条状，将样条两端摆放在加强片涂胶区域（胶条）上，转动样条，使样条沾满环氧树脂胶，将未抹胶的加强片遮盖在抹胶的加强片上，其上再
覆盖一层塑料纸后，对加强片区域施加6KN的压力。
[0021]（6）二次固化，将贴好加强片的复丝样条放入80℃的鼓风烘箱中固化120min。
[0022]（7）裁样，二次固化结束后，将粘贴板去除，用剪刀将牛皮纸两边露出的样条修剪平整，裁剪得到一个一个的样条试样。
[0023]（8）测试，在万能拉力机对上述样条试样进行拉伸测试。
[0024]本实施例中，测试10组碳纤维复丝的拉伸强度为6014MPa，CV为2.7%，样条的有效断裂率为94.4%。
[0025]实施例2：测试某国产T700碳纤维复丝拉伸强度，过程如下：（1）复丝上架，采用缠绕机施加6KN的张力，将碳纤维复丝缠绕在缠绕架上。
[0026]（2）浸胶，先取树脂E44 900g，放入50℃的烘箱中，烘6min后，加丙酮溶解后，再加固化剂三乙烯四胺90g，搅拌均匀后，倒入胶槽中；将缠绕复丝的缠绕架放置带有胶液的胶槽中，静止5min；沥干复丝上多余的胶液。
[0027]（3）固化，将沥干浸胶后的缠绕架放入130℃鼓风烘箱中固化50min；（4）剪丝，按照顺序将固化后的复丝从缠绕架上剪下，挑选均匀、无毛丝的样条，样条的长度大于25cm，待贴加强片用。
[0028]（5）贴加强片，将2个加强片（采用牛皮纸，尺寸均为50mm*1000mm，面密度300g/m2）对称固定在粘贴板（采用金属合金板，尺寸为250mm*500mm）两平行侧边上，，取树脂E44 350g，加入固化剂三乙烯四胺3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维复丝拉伸强度试样的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）复丝上架：将碳纤维复丝缠绕在缠绕架上；（2）浸胶：将缠绕复丝的缠绕架放置带有胶液的胶槽中，静止2~10min；（3）固化：将浸胶后的缠绕架于一定温度下固化；（4）剪丝：将固化后的复丝从缠绕架上剪下，得到一定长度的样条；（5）贴加强片：将第一加强片对称平行设置在在粘贴板两侧边，在第一加强片上每间隔一定距离涂抹胶，将样条两端平直摆放在第一加强片的涂胶区域上，转动样条，使样条沾满胶，并确保每个样条平直设置，将第二加强片遮盖在第一加强片上，其上覆盖一层塑料纸后，对加强片所在区域施加5~10KN的压力；（6）二次固化：将施加压力后的复丝样条于一定温度下固化；（7）裁样：去除粘贴板，将二次固化后的复丝样条进行修剪裁样，得到待测样条试样。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，采用缠绕机施加1~10KN的张力，将碳纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：金亮，葛国杰，郭鹏宗，王芬，徐源锴，蒋丝露，
申请(专利权)人：中复神鹰碳纤维股份有限公司，
类型：发明
国别省市：