[发明专利]一种碳纤维颜色差异检测方法

说明书

本发明属于测试技术领域，涉及一种聚丙烯腈基碳纤维颜色差异的测试方法。本发明的测试步骤如下：丝锭大小一致，达到定长时（如大于等于5000m时），直接采用色差仪测试碳纤维丝锭的色差；纤维锭大小不一致或纤维丝锭直径偏小时（如小于5000m时），将纤维缠绕在平板上，再采用色差仪测试平板上缠绕的纤维色差。本方法操作简单，实现了对碳纤维颜色差异的定量化表征，从而预防碳纤维中间产品色差产生，节约成本。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体涉及一种碳纤维颜色差异检测方法。

背景技术

碳纤维是一种具有高的比强度、比模量、线膨胀系数小、耐高温、耐老化及良好的电热等优异性能的新型碳材料，并广泛应用于民用、航空、军事等各领域。目前碳纤维中间产品成本较高，这限制了碳纤维制品的进一步普及和发展。碳纤维中间产品成本高主要来源于两个方面，一方面，由于碳纤维制备过程经过预氧化、碳化等高能耗过程，且碳收率较低，纤维本身的制备成本较高；另一方面，应用纤维制备中间产品（预浸料/织物）的过程中由于中间产品外观缺陷，不得不剔除和替换问题纤维，这将导致生产中断及外观不合格品的报废，导致制备成本较高。目前，由于碳纤维制备工艺和设备的水平限制，难以通过继续改进碳纤维制备工艺和设备降低碳纤维本身的生产成本。因此，期望通过降低中间产品制备成本降低中间产品成本。

碳纤维预浸料及织物外观缺陷主要包括毛丝、毛团、色差等。制品色差问题主要来源于碳纤维纤维本身，但纤维色差产生的影响因素较为复杂，难以通过调整碳纤维制备工艺和设备进行改进。因此，可在制备预浸料和织物前采用色差仪测量纤维色差，剔除超出色差容限的色差纤维，避免制备过程中由于临时换丝导致的生产中断，降低制品废弃率和成本。

发明内容

本发明为克服上述通过工艺及设备调整难以解决的色差问题，通过对碳纤维色差进行定量测量，在制备预浸料和织物之前剔除色差纤维，预防色差预浸料和织物的产生，降低产品制备成本，提供一种高一种碳纤维颜色差异检测方法。

为了达到以上目的，本发明的技术解决方案如下：

一种碳纤维颜色差异测量方法，采用色差仪测定标准样品的颜色参数及试样与标样的色差数据，比较试样的色差数据与色差容差的大小，判定试样是否为色差纤维，进而对试样纤维进行处理。依据纤维丝锭大小，主要分为两种情况：

A．纤维丝锭大小一致，达到定长时（如大于等于5000m时），直接测定纤维锭的色差，包括以下步骤：测量标样颜色参数、测量试样颜色参数、区分色差纤维；

B．纤维丝锭大小不一致或纤维丝锭偏小时（如小于5000m时），需要先将纤维锭上的纤维缠绕在硬质平板上，然后测量其色差，包括以下步骤：缠板、测量标样颜色参数、测量试样颜色参数、区分色差纤维。

本发明的进一步改进在于：方法A中，纤维丝锭大小一致，且均大于5000m时，纤维色差检测具体包括以下步骤：

1）除去标准样品表面受损纤维，选择色差仪显示模式为CIE L*a*b*，测试次数设为8，色差仪贴桌面垂直放置，将色差仪测量口紧贴纤维锭表面，保证外界光源不能进入测量口。选定纤维锭上与色差仪测量口等高的，沿纤维锭均分的8个测量点，依次测量标准样品的颜色参数L、a、b，记录8次测量的平均值并设置为色差仪中的标样数据。

2）除去试样表面受损纤维，色差仪贴桌面垂直放置，将色差仪测量口紧贴纤维锭表面，保证外界光源不能进入测量口。选定纤维锭上与色差仪测量口等高的，沿纤维锭均分的8个测量点，依次测量试样纤维与标样纤维的色差ΔL、Δa、Δb、ΔE，并记录8次测量的平均值。

3）判定并剔除色差纤维：ΔE≥2.5，认为试样纤维与标样纤维存在显著色差，判定其为色差纤维，可用于制备对色差无要求的预浸料和织物；1.5≤ΔE≤2.5，认为试样纤维与标准纤维存在微弱色差，可用于制备对预浸料色差要求不严格的预浸料和织物；ΔE≤1.5，认为试样纤维与标准纤维间几乎不存色差，可用于制备对预浸料色差有严格要求的预浸料和织物。