[发明专利]高模量碳纤维机织物拉伸断裂强力的测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子材料织物测试领域，具体地说是一种高模量碳纤维机织物拉伸断裂强力的测试方法。

背景技术

众所周知，碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料纤维。碳纤维的含碳量在90%以上，具有质轻、高强、高模、耐腐蚀、低膨胀、抗疲劳、抗冲刷及自润滑、与生物体等的相容性较好等综合优异性能。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又同时兼具纺织纤维的柔软可加工性，碳纤维一般不单独使用，常被加工成织物、毡、席、带等，作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷及混凝土等材料中，构成复合材料，其中碳纤维机织物是碳纤维的主要应用形式之一，尤其是以碳纤维机织物为增强体的碳纤维增强复合材料，已成为不可缺少的关键材料。

近年来，随着碳纤维需求量的急剧增加，碳纤维机织物也被广泛使用，拉伸性能作为碳纤维机织物的重要性能之一，也是影响其耐用性的重要因素。作为重要的入厂复验指标，拉伸断裂强力的检测尚无国家标准，碳纤维机织物生产企业在出厂检测和应用单位的入厂复验，方法各异且保密，无法保证碳纤维产品的稳定性和测试数据的准确性。

按照GB/T 7689.5《增强材料机织物试样方法/玻璃纤维拉伸断裂强力和断裂伸长的测定》中“将玻璃纤维平铺后，将模板置于织物上，保证模板的边与对应的经向或纬向纤维平行，再使用软铅笔沿着模板槽口的内侧边划线”。但由于碳纤维为黑色，采用软铅笔在纤维表面划线也不明显，因此，该方法并不适用碳纤维机织物。同时，纤维随着模量的逐渐增高，纤维单丝脆性加大，因此，制样过程中，必须选择合适的方法保护纤维单丝。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有的技术不足，提供一种高模量碳纤维机织物拉伸断裂强力的测试方法，操作简单、制样速度快且测试精度高、离散系数小，对环境污染小。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种高模量碳纤维机织物拉伸断裂强力的测试方法，其特征在于，包括制作加强板、试样预处理、裁样、拉伸断裂强力测试四个步骤，

制作加强板：将标准量具放在加强板上，调整标准量具与加强板板边垂直，依靠标准量具用碳素笔在加强板上画两条平行线，平行线之间的距离为机织物拉伸断裂强力测试的有效部分；

试样预处理：首先将加强条固定在加强板两条平行线的外侧，采用树脂均匀涂覆固定在加强板上的加强条，将机织物平铺放置于涂覆胶液的加强板上，然后，将剩余两片加强板放置于机织物下方的加强垫片的正上方，涂胶处理后的试样放入烘箱中进行固化；

裁样：以平行于经纱方向为试样长度方向裁取多条经向试样，以平行于纬纱方向裁取多条纬向试样。以试样中一根未受损的经纱的一边与刻度尺的0刻度相对齐，量取25mm，用刀片或剪刀将（0-25）mm以外的经纱剪断，保证（0-25）mm之间的经纱完好，经、纬向有效试样数量均不少于5个；

拉伸断裂强力测试：在万能电子试验机上使用夹具夹持试样的加强部位，以恒定的速度拉伸试样直至断裂，记录试样发生断裂时所施加的最大力；分别检测各个经向和纬向试样，得到经向和纬向各5个有效数据后，取平均值，分别作为碳纤维机织物经、纬向的拉伸断裂强力。

本发明的有益效果是，将试样中的经向或纬向纤维通过树脂与加强板结为一体，提高其整体的受力状况，保证样条断裂时，各纤维的断裂同时性。避免先裁样再加强这种方式，在加强过程中破坏纤维的准直度，通过先加强再裁样，所测拉伸断裂强力更趋于真实值。按照绘制的基准线安装加强条，并保证加强条的长度大于机织物长度，以长于机织物的下方加强条为基准，安放机织物上方的加强条，这样，保证测试试样的有效长度部分不被树脂污染和制备试样的精确性。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明。

一种高模量碳纤维机织物拉伸断裂强力检测方法，应包括如下步骤：

步骤1，制作加强板；将标准量具放在加强板上，调整标准量具与加强板的板边垂直，依靠标准量具用碳素笔在加强板上画两条平行线，平行线之间的距离为机织物拉伸断裂强力测试的有效部分。

步骤2，试样预处理；分别对经向试样和纬向试样的夹持段进行加强处理，加强处理时，首先将加强条固定在加强板上绘制的两条平行线的外侧，采用树脂均匀涂覆加强板上的上下加强条上，将260mm×180mm的机织物平铺放置于涂覆胶液的加强板上，然后，将剩余两片加强板放置于机织物下方加强板的正上方，涂胶处理后的试样放入烘箱中进行固化。