[发明专利]一种碳纤维复合芯耐水解性能试验方法

说明书

本发明提供了一种碳纤维复合芯耐水解性能试验方法，通过获取若干等长的碳纤维复合芯样品，对每个碳纤维复合芯样品依次进行表面处理、干燥处理、吸湿处理、老化处理、二次干燥处理、二次吸湿处理，并称取各个阶段每个碳纤维复合芯样品的重量，依据吸湿质量分数计算公式获得每个碳纤维复合芯样品的质量分数，再进一步获得该型碳纤维复合芯样品的吸湿率，依据吸湿率可有效检验碳纤维复合芯的耐水解性能；本发明利用碳纤维复合芯水煮后的吸湿性能，对水解反应造成的碳纤维复合芯劣化性能进行表征，从而了解碳纤维复合芯的耐水解性能优劣；本发明所述方法简洁、易操作，可应用于产品设计、生产品控、抽样试验等多种场合。

技术领域

本发明涉及碳纤维复合材料性能试验技术领域，更具体地，涉及一种碳纤维复合芯耐水解性能试验方法。

背景技术

碳纤维复合芯是由碳纤维与树脂基材料复合在一起的圆形棒材，由于具有重量轻、强度高、耐腐蚀性能好等优点，已用于架空线路导线线芯、桥梁用缆索等。在在实际运行过程中，碳纤维复合芯长期暴露在大气环境中，承受着各种气候条件及较强的机械负荷的考验，作为一种树脂基纤维增强复合材料，树脂与碳纤维之间的界面性能对碳纤维复合芯的长期性能有重要影响。目前针对碳纤维复合芯的检验方法，一般按《架空导线用纤维增强树脂基复合材料芯棒》(GB/T 29324)进行，主要包括外观、直径偏差及f值、抗拉强度、线膨胀系数、密度、卷绕、扭转、径向耐压性能、玻璃化转变温度、高温抗拉、弹性模量、耐荧光紫外老化、盐雾试验等，但对碳纤维复合芯的耐水解性能等微观性能尚无对应检验方法，难以全面评估碳纤维复合芯性能。

目前水煮试验作为一种有效的性能试验方法已广泛应用于输电线路复合绝缘子芯棒的性能试验，绝缘子芯棒是一种良好的电气绝缘体，通过采用水煮后加电压，检测泄漏电流的方式反映芯体耐水解性能，但碳纤维复合芯是一种介于导体和绝缘体之间的材料，对其施加电压，将产生较大的电流，因水煮导致的材料水解效应，进而使得测量的泄漏电流变化量相对于碳纤维复合芯本身的电导电流小得多，难以通过加压测量泄漏电流的方法对水解情况进行表征，从而无法套用复合绝缘子芯体的试验方法。另一方面，采用水浸泡或吸湿试验广泛应用于各种材料，但未经预处理的试样只能反映当前的吸湿性能，无法反映材料的耐水解性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种碳纤维复合芯耐水解性能试验方法，针对现行试验方法中存在的不足，利用碳纤维复合芯水煮后的吸湿性能，对水解反应造成的碳纤维复合芯劣化性能进行表征，从而了解碳纤维复合芯的耐水解性能优劣。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种碳纤维复合芯耐水解性能试验方法，所述方法具体包括以下步骤：

步骤S1：从生产线随机获取碳纤维复合芯，经切割获取若干等长的碳纤维复合芯样品，并对碳纤维复合芯样品进行表面处理；

步骤S2：对每个碳纤维复合芯样品进行干燥处理后冷却至室温，再称取每个碳纤维复合芯样品的重量，记为m₁；

步骤S3：将每个碳纤维复合芯样品置于恒温恒湿箱中进行吸湿处理后，称取每个碳纤维复合芯样品的重量，记为m₂；

步骤S4：对每个碳纤维复合芯样品采用恒温水浴的方式进行湿热老化试验；

步骤S5：湿热老化结束，将每个碳纤维复合芯样品取出擦干，并再次进行干燥处理后冷却至室温，再称取每个碳纤维复合芯样品的重量，记为m₃；

步骤S6：将每个碳纤维复合芯样品置于恒温恒湿箱中再次进行吸湿处理后，称取每个碳纤维复合芯样品的重量，记为m₄；

步骤S7：通过下式计算每个碳纤维复合芯样品的吸湿质量分数：

其中，c为每个碳纤维复合芯样品的吸湿质量分数，按％计；