[发明专利]一种碳纤维上浆均匀性的测试方法

说明书

本发明是一种碳纤维上浆均匀性的测试方法，改方法包括如下步骤：1）配制复配上浆剂：按所配制含示踪剂碳纳米管的复配上浆剂总质量为100%计，上浆剂原浆占20%～40%，碳纳米管占0.1%～10%，去离子水占50%～79.9%，将三者混合后充分搅拌使碳纳米管均匀分散，搅拌速率为500r/min～2000r/min，配制成含碳纳米管的复配上浆剂；2）使用步骤1）制成的复配上浆剂对碳纤维进行上浆，然后对上浆后的碳纤维用扫描电子显微镜观察其表面形貌。本发明方法工艺合理，操作简单，可以广泛运用于各种类型上浆剂的上浆均匀性测试。

技术领域

本发明涉及一种碳纤维上浆均匀性的测试方法，旨在通过此方法来判断碳纤维在上浆过程中上浆剂是否均匀涂覆于碳纤维表面，即上浆是否均匀。

背景技术

碳纤维复合材料作为一种先进的树脂基纤维增强高分子复合材料，具有高强高模、结构设计性强的特点，其应用领域非常广泛，包括航空航天、汽车制造、风电叶片及文体用具等。

在碳纤维的生产过程中，纤维上浆是收卷前的最后一个工序，也是极其重要的一个环节，上浆质量、上浆均匀性对碳纤维的工艺性能都有着重要的影响。上浆处理是指在将纤维通过一定浓度的上浆剂乳液，上浆剂中的有效成分沉积在纤维表面，经过烘干后在纤维表面形成上浆剂保护膜。这层薄膜可以提高碳纤维的集束性以便于后续加工；又保护碳纤维表面的活性基团，减少纤维与设备以及纤维之间的摩擦，减少毛丝的发生；还能够有效的提高纤维与树脂的亲和性，加强碳纤维与树脂之间的浸润作用。

碳纤维的生产对上浆的均匀性有着严格的要求，工业上对碳纤维进行上浆一般采用将碳纤维在上浆槽中浸渍的方法，均匀地上浆能一定程度上提高碳纤维的工艺性能，因此发明一种碳纤维上浆均匀性的测试方法就显得格外重要。目前观察碳纤维表面形貌的方法主要是扫描电子显微镜（SEM），但当上浆剂薄膜涂覆在碳纤维表面时，由于扫描电子显微镜（SEM）发出的电子束与碳纤维表面的相互作用和电子束与上浆剂薄膜的相互作用所呈现的图像并无差别，所以无法观察其为上浆剂薄膜还是碳纤维表面，更加不能说明上浆是否均匀，因此通过扫描电子显微镜（SEM）并不能观察到上浆剂是否均匀涂覆在碳纤维表面。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种将碳纳米管均匀地分散在待上浆的上浆剂中，然后使用此上浆剂对碳纤维进行上浆处理，之后将上过浆的碳纤维再通过扫描电子显微镜（SEM）来观察其表面形貌，从SEM图像中观察碳纳米管的分布状态，从而间接地判断上浆剂的上浆均匀性。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明是一种碳纤维上浆均匀性的测试方法，所述测试方法包括如下步骤：

1）配制复配上浆剂：按所配制含示踪剂碳纳米管的复配上浆剂总质量为100%计，上浆剂原浆占20%～40%，碳纳米管占0.1%～10%，去离子水占50%～79.9%，将上浆剂原浆、碳纳米管、去离子水混合后充分搅拌使碳纳米管均匀分散，搅拌速率为500r/min～2000r/min，配制成含碳纳米管的复配上浆剂；

2）使用步骤1）制成的复配上浆剂对碳纤维进行上浆，然后对上浆后的碳纤维用扫描电子显微镜观察其表面形貌。

本发明的进一步改进在于：所述去离子水为电阻率大于0.5兆欧·厘米的纯水。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种利用碳纳米管作为“示踪剂”，将其均匀地分散在待上浆的上浆剂中，用此上浆剂上浆后的碳纤维通过扫描电子显微镜（SEM）观察其表面形貌，在SEM图像中我们可以观察到“示踪剂”——碳纳米管在碳纤维表面的位置，由此可根据碳纳米管分布是否均匀来判断碳纤维表面上浆是否也均匀，这样上浆均匀性便一目了然。

本发明方法工艺合理，操作简单，可以广泛运用于各种类型上浆剂的上浆均匀性测试，具有较高的实用价值。

附图说明