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碳纤维复丝固化试验方法

1范围

本标准规定了碳纤维复丝一次固化、二次固化试验方法的仪器和设备、试验条件、试验步骤。本标准适用于各种碳纤维复丝。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T

GB/T

GB/T

1446

3362

18374

纤维增强塑料性能试验方法总则碳纤维复丝拉伸性能试验方法

增强材料术语及定义

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。3.1

碳纤维carbonfibre

由有机纤维热解所制得的碳含量超过90%（质量百分数）的纤维。3.2

复丝mulitafilament

长丝的一种，由多孔喷丝板纺出细丝或并合而成的有捻或无捻丝束。3.3

固化cure

由聚合和/或交联作用使预聚物或聚合物转变成硬化材料的过程。

4仪器、器具及试剂

4.1电热鼓风烘箱

4.2电子天平

4.3玻璃培养皿，150mm

4.4烧杯，500mL

4.5干湿温度计

4.6铁棒

4.7玻璃片，50cm×40cm

4.8玻璃棒

4.9力学固化纸

4.10北化树脂A（CFT-ID）

4.11北化树脂B（CFT-ID）

4.12丙酮（分析纯）

4.13环氧树脂（WSR6101）

4.14三乙烯四胺（分析纯）

5试验条件

温度：（20～28）℃相对湿度：≤40%

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6配置比例（质量比）

6.1一次固化：北化树脂A:北化树脂B:丙酮=10:3.4:12

6.2二次固化：环氧树脂：三乙烯四胺=10:1

7试验步骤

7.1一次固化

7.1.1取碳纤维复丝(碳丝平直、无毛团)1.5m～2.0m共三根，缠样时去掉不完好的样品。

7.1.2将已取碳纤维复丝放到干净托盘内，放到烘箱中，温度达到120℃后烘干30min。

7.1.3按6.1步骤进行配胶。用掌心托住烧杯，使用玻璃搅拌棒搅拌5min；倒入玻璃培养皿内，使用保鲜膜和橡皮筋密封玻璃培养皿，静止15min。

7.1.4取出碳纤维复丝样品盘旋放入到培养皿内，浸胶50s，两头不浸胶。

7.1.5将样品搭在立式制样架上端的圆柱上（制样装置见附录A），左手进行固定使碳纤维不晃动，右手进行固定单结打扣，连续固定单结打扣两次（固定单结系法见附录B）。

7.1.6将样丝的系扣位置放置在立式制样架上端圆柱的正上方，完成后将多余碳纤维剪去。

7.1.7碳纤维复丝样品全部缠完后，晾30分钟,然后在复丝上悬挂恒重锤。

7.1.8将样品放入120℃的烘箱中，烘干2.5h。

7.2二次固化

7.2.1将力学固化纸剪好尺寸，粘贴固定到玻璃板上（保持两条固化纸距离15cm）。

7.2.2按6.2步骤进行配胶，使用铁质用具搅拌均匀。

7.2.3将配好的胶液均匀涂抹在固化纸的实线处，涂胶呈长型状，前端3mm-5mm处保持无胶，两端相对应。

7.2.4将已经固定好的样丝对准实线，并翻转样丝使其两端都粘有胶液，将固化纸长纸板对齐粘贴，固化纸上面要标记好样丝的来源编号，并用玻璃片压实。

7.2.5将样丝放入烘箱中，温度调至100℃后，烘干1h。

7.2.6固化结束后，剪成单个固化样品。

7.3注意事项

7.3.1缠样时力度要适度，太松容易弯曲，太紧容易拉断部分纤维。

7.3.2缠样架凹凸不平不许缠样。

7.3.3一次固化时，烘箱一定要达到120℃后才可以计时。

7.3.4浸胶时样品缓慢倾斜盘旋放入培养皿内，取出时缓慢倾斜取出。

7.3.5二次固化涂抹胶液时，要均匀适量，胶液太多容易打滑，太少容易粘贴不住。

7.3.6二次固化时，样品上方每次最少放置4片玻璃片。

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附录A

（资料性）

制样装置示意图

图A.1制样装置示意图

复丝拉伸试样制备装置：包括有导辊(1)、中心轴(2)、支架(3)、重锤(5)和沟槽(6)；支架立在操作面上，中心轴固定在支架顶部，多个导辊固定在中心轴上，导辊水平设置并垂直于中心轴，各导辊间相互平行，沟槽放在操作面上并位于中心轴之下，碳纤维复丝上端挂在导辊的端部，碳纤维复丝的下端挂有重锤，重锤位于沟槽中，沟槽限制重锤的摆动。

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附录B

（资料性）

固定单结系法

B.1固定单结

固定单结的打法是将两条绳子的末端与末端重叠，然后打一个单结。这个结是用在将两条同样粗细的绳子迅速地连接，或是将一条绳子作成环状使用时等等。

图B.1固定单结系法