CN107576593A - 一种玻璃纤维浸润性测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种玻璃纤维浸润性测试方法,其主要利用毛细原理进行玻璃纤维浸润性能的测试。具体地,将玻璃纤维束放入纤维固定器中,纤维固定器一端与测力传感器相连,另一端与树脂溶液相接触,同时记录重力值随时间变化的数据,通过对数据进行处理与拟合,得到表征浸润性能的曲线方程,据此判断玻璃纤维浸润性快慢及吸树脂量。该测试方法针对获取数据的操作过程,以及后续数据处理过程进行大量研究,使用该方法的测试结果准确度高,并且测试装置简易,操作简便,实现了成本,操作简便性及结果准确性等多方面的兼顾。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试方法,具体涉及一种玻璃纤维与树脂间的浸润性的测试方法。
背景技术
在复合材料成型过程中,树脂与纤维之间的浸润性具有重要作用,良好的浸润性是获得良好界面性能的前提,能够为复合材料的优良性能和稳定性提供坚实的基础。
长时间以来,人们一直用接触角评价树脂对纤维的浸润性,并提出了诸多测量接触角的方法,但是,影响接触角测量的因素较多,而且对测试条件要求苛刻,测试结果重现性差。因此该方法在指导复合材料成型工艺中缺乏实际应用价值,在预测复合材料预浸质量、确保树脂与纤维良好浸润等方面,不能发挥行之有效的作用。
目前,使用较多的测试方法还有传统的靶环法,即ISO 03717所涉及的方法。其原理是在印有靶环图案的纸上铺定量的玻璃纤维,然后向压在铺好的玻璃纤维上的不锈钢模板圆孔内注入树脂,随着树脂的浸入,玻璃纤维逐渐变得清晰透明,通过测定试样从见环到见字再到完全清晰这三个时间,进而衡量玻璃纤维和树脂的浸润快慢。该方法在判断见环、见字和完全清晰的时间环节上受主观因素影响较大,同一试样经不同测试人员实验可能得到差异明显的实验结果,且得到的测试结果较为粗糙。同时靶环法需要一定数量的玻璃纤维才能操作,操作中存在一定的浪费问题。
发明内容
本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的目的是提供一种操作简单、实验数据精准、且只需极少量玻璃纤维的浸润性测试方法。该测试方法主要利用毛细原理,记录一定时间内玻璃纤维被树脂浸润的重力值随时间变化的一系列数据,通过处理数据得到拟合方程,以拟合方程的一阶导数表征玻璃纤维浸润性快慢,以拟合方程平稳处的重力值表征玻璃纤维吸脂量。
本发明提供一种玻璃纤维浸润性测试方法,该浸润性测试方法包括下述步骤:
1S准备测试所需的纤维固定器、n组不同的玻璃纤维束、测力传感器和树脂溶液,所述树脂溶液放置在容器中,n≥1;
2S在纤维固定器中放入定量的第1组玻璃纤维束,修剪玻璃纤维束与纤维固定器第二端端口齐平;
3S将纤维固定器第一端与测力传感器相连,所述纤维固定器呈竖直状态,将测力传感器数值归零;
4S调节纤维固定器第二端与树脂溶液相接触,同时记录时间与重力值,10s内重力值累积变化不超过2dyn时停止记录,终止记录的时间记为T1;
5S保持相同测试条件重复2S~4S,参照第1组玻璃纤维数据采集,对剩余n-1组玻璃纤维依次进行测试,具体地,步骤2S中放入的玻璃纤维束依次为第2组、第3组直至第n组;相应地,步骤4S终止记录时间T记为T2、T3直至Tn;得到n组重力值-时间数据,处理分析所述n组数据,并进行数据拟合,相应得到n个拟合方程,拟合方程为yn=Anln(x)±Bn,其中x为时间,y为重力值;
6S对拟合方程求导,通过一阶导函数yn’=An/x及所述拟合方程表征玻璃纤维与树脂的浸润性能。
其中,所述步骤5S中,选用拟合数据得到所述拟合方程,所述拟合数据由下述处理方式确定:
当T≥300s时,在0~30s内每间隔1s选取一个数据点,在30~60s内每间隔5s选取一个数据点,在60~300s内每间隔10s选取一个数据点,将选取数据点作为拟合数据;
当T<300s时,在0~T/10内每间隔1s选取一个数据点,在T/10~T/5内每间隔5s选取一个数据点,在T/5~T内每间隔10s选取一个数据点,将选取数据点作为拟合数据。
其中,所述步骤4S中,所述纤维固定器第二端进入树脂溶液的深度为0~2mm。
其中,所述步骤2S中,玻璃纤维的体积与纤维固定器的体积之比为1~2:5。
其中,所述浸润性测试方法为玻璃纤维的相对浸润性能表征方法,
所述步骤1S中,所述n≥2;所述步骤6S中,对拟合方程求导,通过一阶导函数yn’=An/x及所述拟合方程表征n组玻璃纤维的相对浸润性能,An数值越大其对应的玻璃纤维浸润性能越好。
其中,所述纤维固定器为塑料吸管,塑料吸管的直径为2~5mm。
其中,所述浸润性测试方法还包括重复性测试,每组玻璃纤维束重复测量N次,0≤N≤2,则每组玻璃纤维束的重力值-时间数据为N+1组数据的平均值数据。
其中,所述测力传感器为表面张力仪,所述步骤3S中,使用细铅丝穿过纤维固定器并将另一端绕成环状,将细铅丝环状端挂于表面张力仪上;所述步骤4S中,所述容器放置在升降台上,调节升降台使纤维固定器第二端与树脂溶液相接触。
其中,所述测力传感器可自动记录时间与重力值,记录频率为1次/s;所述玻璃纤维包括合股纱或直接纱;所述树脂包括环氧树脂、不饱和树脂或聚氨酯树脂。
其中,所述浸润性测试方法包括下述步骤:
1S准备测试所需的纤维固定器、n组玻璃纤维束、测力传感器和树脂溶液,所述树脂溶液放置在容器中,n≥1;
2S在纤维固定器中放入定量的第1组玻璃纤维束,修剪玻璃纤维束与纤维固定器第二端端口齐平,其中玻璃纤维的体积与纤维固定器的体积之比为2:5;
3S使用细铅丝穿过纤维固定器并将另一端绕成环状,将细铅丝环状端挂于表面张力仪上,所述纤维固定器呈竖直状态,将表面张力仪数值归零;
4S调节所述升降台使纤维固定器第二端与树脂溶液相接触,同时记录时间与重力值,其中纤维固定器第二端进入树脂溶液的深度为0.5~2mm,10s内重力值累积变化不超过2dyn时停止记录,终止记录的时间记为T1;
5S保持相同测试条件重复2S~4S,参照第1组玻璃纤维数据采集,对剩余n-1组玻璃纤维依次进行测试,具体地,步骤2S中放入的玻璃纤维束依次为第2组、第3组直至第n组;相应地,步骤4S终止记录时间T记为T2、T3直至Tn;得到n组重力值-时间数据,处理分析所述n组数据,并进行数据拟合,相应得到n个拟合方程,拟合方程为yn=Anln(x)±Bn,其中x为时间,y为重力值;
6S对拟合方程求导,通过一阶导函数y’=k1/x及所述拟合方程表征玻璃纤维与树脂的浸润性能。
其中,纤维固定器第二端进入树脂溶液的深度为0.5~2mm。
其中,玻璃纤维的体积与纤维固定器的体积之比为2:5。
本发明主要利用毛细原理进行玻璃纤维浸润性能的测试,将玻璃纤维束放入纤维固定器中,纤维固定器一端挂在测力传感器上,另一端与树脂溶液相接触,同时测力传感器记录重力值随时间变化的数据,通过对数据进行处理与拟合,得到表征浸润性能的曲线方程,判断玻璃纤维浸润性快慢及吸树脂量。
本发明提供的测试方法涉及数据获取过程及数据处理过程,两个过程对结果的准确性均有重要影响。
在数据获取过程中,调整纤维固定器第二端与树脂溶液相接触,同时记录时间与重力值,本发明针对纤维固定器第二端与树脂溶液接触时的浸入深度进行了研究,浸入深度过深易导致玻璃纤维与树脂的接触吸附的平衡过程太长,导致数据误差较大,因此浸入深度优选为0~2mm。为保证全部待测玻璃纤维束末端接触树脂,优选浸入深度为0.5~2mm。
纤维固定器中玻璃纤维束的放入量对毛细作用影响较大,发明人通过研究发现,玻璃纤维的体积与纤维固定器的体积之比为1~2:5,最优选2:5时,能够更准确反映玻璃纤维的浸润性能。其中,纤维固定器中所含玻璃纤维的根数为n,单纤维直径为d,纤维固定为圆柱形,其内径为D,则所述体积之比=n*d2/D2。
玻璃吸管对树脂的浸润性有一定影响,因此,纤维固定器优选为塑料吸管,并且,本发明使用极少量的玻璃纤维即可进行浸润性能测试,为保证测量准确性,塑料吸管的直径优选为2~5mm。
本发明测力传感器可自动记录时间与重力值,每隔一秒记录一次数据,优选地,测力传感器为表面张力仪,具体地,使用细铅丝穿过纤维固定器并将另一端绕成环状,将细铅丝环状端挂于表面张力仪的重力传感器上。
在数据处理过程中,筛选使用的拟合数据对测试结果至关重要,拟合数据点选取不同直接导致拟合方程的不同。即拟合数据的选取直接影响拟合方程yn=Anln(x)±Bn中An、Bn取值,进而影响浸润性及吸树脂量的表征。因此,拟合数据的选取需尽可能多地反映实际浸润过程的特征。
玻璃纤维与树脂的浸润过程较为复杂,特别是重力值经过快速增长后,将长期地处于缓慢变化、增长的过程,玻璃纤维与树脂的长期平衡过程均伴随微小波动,为了确定数据采集终点,便于处理分析,本发明限定10s内重力值累积变化不超过2dyn时停止记录,终止记录的时间为T,T=T1、T2...Tn。
进一步地,发明人通过大量研究发现,拟合数据的选取由下述处理方式确定:当T≥300s时,在0~30s内每间隔1s选取一个数据点,在30~60s内每间隔5s选取一个数据点,在60~300s内每间隔10s选取一个数据点,将选取数据点作为拟合数据;当T<300s时,在0~T/10内每间隔1s选取一个数据点,在T/10~T/5内每间隔5s选取一个数据点,在T/5~T内每间隔10s选取一个数据点,将选取数据点作为拟合数据。
本发明通过拟合方程的斜率表征浸润性快慢,以在拟合方程中x变量代入300s或T表征最终的吸树脂量。由于玻璃纤维与树脂有较为长期的平衡过程,因此,拟合数据点过多或过少对表征结果影响较大,特别是涉及浸润性快慢及吸树脂量两方面的表征准确性。而根据本发明提供的上述规则选取的数据点能够有效表征浸润性快慢及吸树脂量,特别是当平衡时间过长时,取300s表征最终的吸树脂量,经过大量试验证明,表征结果与实际结果相符。
为进一步增加处理数据的效率及测试结果准确度,使用相同条件下重复N次的N+1组数据的平均值数据进行处理分析,优选地,N的范围为0≤N≤2。本发明提供的测试方法特别适用于玻璃纤维合股纱或直接纱。适用的树脂包括环氧树脂、不饱和树脂或聚氨酯树脂,其中,不饱和树脂包括乙烯基树脂、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸树脂等。
本发明提供的浸润性测试方法非常适合多组玻璃纤维浸润性能的对比测试,该测试方法作为玻璃纤维的相对浸润性能表征方法具有极大的优势。
具体地,通过保持相同的测试条件,针对不同玻璃纤维,保持数据获取过程及数据处理过程相同,得到拟合方程及其一阶导函数,通过一阶导函数yn’=An/x及拟合方程表征该多组玻璃纤维的相对浸润性能,An数值越大其对应的玻璃纤维浸润性能越好,同时代入300s或Tn求得yn值,yn值越大吸树脂量越高。该对比测试得到的表征结果与实际结果相符,并且操作简便,对公司在产品的研发及质量监控方面有重要指导意义。
本发明优选的测试方法包括下述步骤:
1S准备测试所需的纤维固定器、n组不同的玻璃纤维束、测力传感器和树脂溶液,所述树脂溶液放置在容器中,n≥1;
2S在纤维固定器中放入定量的第1组玻璃纤维束,修剪玻璃纤维束与纤维固定器第二端端口齐平;
3S将纤维固定器第一端与测力传感器相连,所述纤维固定器呈竖直状态,将测力传感器数值归零;
4S调节纤维固定器第二端与树脂溶液相接触,同时记录时间与重力值,10s内重力值累积变化不超过2dyn时停止记录,终止记录的时间记为T1;
5S保持相同测试条件重复2S~4S,参照第1组玻璃纤维数据采集,对剩余n-1组玻璃纤维依次进行测试,具体地,步骤2S中放入的玻璃纤维束依次为第2组、第3组直至第n组;相应地,步骤4S终止记录时间T记为T2、T3直至Tn;得到n组重力值-时间数据,处理分析所述n组数据,当T≥300s时,在0~30s内每间隔1s选取一个数据点,在30~60s内每间隔5s选取一个数据点,在60~300s内每间隔10s选取一个数据点,将选取数据点作为拟合数据;当T<300s时,在0~T/10内每间隔1s选取一个数据点,在T/10~T/5内每间隔5s选取一个数据点,在T/5~T内每间隔10s选取一个数据点,将选取数据点作为拟合数据;相应得到n个拟合方程,拟合方程为yn=Anln(x)±Bn,其中x为时间,y为重力值;
6S对拟合方程求导,通过一阶导函数yn’=An/x及所述拟合方程表征玻璃纤维与树脂的浸润性能。
本发明的测试方法针对操作过程的数据获取,以及后续数据处理进行大量研究,通过对纤维束的浸入深度、纤维束放入量以及数据处理方式等的控制,还有纤维固定器、测力传感器等设备的限定,使得测量结果准确反映在实际应用中玻璃纤维的浸润性能。
与现有技术相比,其有益效果体现在:
第一,本发明操作简便,有效避免了人为主观因素影响,实验数据准确度高。
第二,本发明只需使用极少量的玻璃纤维进行测试,测试装置简易,实现了成本,操作简便性及结果准确性等多方面的兼顾。
第三,本发明兼顾了玻璃纤维浸润性快慢及吸树脂量两方面的表征,对公司在产品的研发、质量监控及改进方面具有指导意义。
附图说明
并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并且与描述一起用于解释本发明的原理,在这些附图中,类似的附图标记用于表示类似的要素,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,而不是全部实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明的一种玻璃纤维束与树脂浸润示意图;
其中,1、树脂溶液;2、容器;3、纤维固定器;4、玻璃纤维。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
实施例1
取四种直接纱进行实验,这四种直接纱单纤维直径均为17μm,号数均为1200tex,仅玻璃纤维表面涂覆的浸润剂不同,纤维固定器直径为3mm,共穿16股玻璃纤维束,通过计算,玻璃纤维体积与纤维固定器的体积之比为2:5。
1S准备测试所需的纤维固定器、16股玻璃纤维束、表面张力仪和树脂溶液,所述树脂溶液放置在容器中,所述容器放置在升降台上。
2S分别将四种直接纱以相同股数16股穿过塑料吸管,使充填在吸管内的纤维均具有相同的总号数19200tex,修剪一端纤维束与吸管端口齐平。
3S使用细铅丝穿过纤维固定器并将另一端绕成环状,将细铅丝环状端挂于表面张力仪上,所述纤维固定器呈竖直状态,将表面张力仪数值归零。
4S调节升降台使纤维固定器第二端与树脂溶液相接触,其中纤维固定器第二端进入树脂溶液的深度为2mm,同时开始记录时间与重力值,10s内重力值累积变化不超过2dyn时停止记录,终止记录的时间记为T。
5S四种直接纱均保持相同的测试条件进行测得,其中终止记录时间均≥300s,因此,在前30s每一秒取一个数据,30~60s中,每5s取一个数据,60~300s中,每10s取一个数据,四种直接纱均以该方式选取60个数据点进行拟合;各直接纱的拟合数据如表1所示:
表1四种直接纱测试数据列表
直接纱1的拟合方程为y1=23.388ln(x)-7.8766;直接纱2的拟合方程为y2=56.052ln(x)-82.874;直接纱3的拟合方程为y3=30.32ln(x)-16.467;直接纱4的拟合方程为y4=43.641ln(x)-122.8,其中x为时间,y为重力值。
6S分别对以上四个拟合方程进行求导得到各自的斜率方程。直接纱1为y’1=23.388/x;直接纱2为y’2=56.052/x;直接纱3为y’3=30.32/x;直接纱4为y’4=43.64/x;取拟平稳处x=10s所对应的斜率表征玻璃纤维的浸润性能,分别是y’1=2.34,y’2=5.61,y’3=3.03,y’4=4.36,通过数据可以看出,直接纱2的浸润速度是最快,直接纱4次之,直接纱3再次之,直接纱1的浸润速度是最慢。
取x=300s所对应的y值代表玻璃纤维的吸树脂量。根据拟合方程,取X=300s,求得y1=125.52、y2=236.83、y3=156.47、y4=126.11。可见吸树脂量最多的是直接纱2,次之是直接纱3,直接纱1和直接纱4相差不大。这些结论与实际生产中客户反馈的结论是一致的。
实施例2
取三种合股纱进行实验,这三种合股纱单纤维直径均为13μm,号数均为2400tex,仅玻璃纤维表面涂覆的浸润剂不同,纤维固定器直径为3mm,共穿9股玻璃纤维束,通过计算,玻璃纤维体积与纤维固定器的体积之比为2:5。
1S准备测试所需的纤维固定器、玻璃纤维合股纱、表面张力仪和树脂溶液,所述树脂溶液放置在容器中,所述容器放置在升降台上。
2S分别将三种合股纱以相同股数穿过塑料吸管,使充填在吸管内的纤维均具有相同的总号数,修剪一端纤维束与吸管端口齐平。
3S使用细铅丝穿过纤维固定器并将另一端绕成环状,将细铅丝环状端挂于表面张力仪上,所述纤维固定器呈竖直状态,将表面张力仪数值归零。
4S调节升降台使纤维固定器第二端与树脂溶液相接触,使纤维固定器第二端进入树脂溶液的深度为1.5mm,同时开始记录时间与重力值,10s内重力值累积变化不超过2dyn时停止记录,终止记录的时间记为T。
5S三种合股纱均保持相同的测试条件进行测得,其中终止记录时间均≥300s,因此,在前30s每一秒取一个数据,30~60s中,每5s取一个数据,60~300s中,每10s取一个数据,四种直接纱均以该方式选取60个数据点进行拟合;各直接纱的拟合数据如表2所示:
表2三种合股纱测试数据列表
时间(s) | 直接纱1(dyn) | 直接纱2(dyn) | 直接纱3(dyn) |
1 | -66.15 | -27.44 | -40.18 |
2 | -63.455 | -22.54 | -20.58 |
3 | -40.915 | -11.025 | -10.29 |
4 | -25.97 | -3.92 | -5.635 |
5 | -18.62 | -0.245 | -1.47 |
… | … | … | … |
30 | 17.15 | 19.11 | 18.865 |
35 | 19.355 | 20.335 | 19.6 |
40 | 21.07 | 21.56 | 21.56 |
… | … | … | … |
280 | 55.86 | 38.2 | 41.65 |
290 | 56.105 | 39.2 | 42.63 |
300 | 57.575 | 39.935 | 43.856 |
合股纱1的拟合方程为y1=18.746ln(x)-49.016;合股纱2的拟合方程为y2=10.121ln(x)-16.896;合股纱3的拟合方程为y3=11.496ln(x)-21.672;其中x为时间,y为重力值。
6S分别对以上三个拟合方程进行求导得到各自的斜率方程。合股纱1为y’1=18.746/x;合股纱2为y’2=10.121/x;合股纱3为y’3=11.496/x,取拟平稳处x=10s所对应的斜率表征玻璃纤维的浸润性能,分别是y’1=1.87,y’2=1.01,y’3=1.15。通过数据可以看出,合股纱1的浸润速度是最快,合股纱3次之,合股纱2的浸润速度是最慢。
取x=300s所对应的y值代表玻璃纤维的吸树脂量。根据拟合方程,取X=300s,求得y1=57.90、y2=40.83、y3=43.90。可见吸树脂量最多的是合股纱1,最少的是合股纱2,合股纱3居中。这些结论与实际生产中客户反馈的结论是一致的。
由上述可知,与现有技术相比,其有益效果体现在:
第一,本发明操作简便,有效避免了人为主观因素影响,实验数据准确度高。
第二,本发明只需使用极少量的玻璃纤维进行测试,测试装置简易,实现了成本。操作简便性及结果准确性等多方面的兼顾。
第三,本发明兼顾了玻璃纤维浸润性快慢及吸树脂量两方面的表征,对公司在产品的研发、质量监控及改进方面具有指导意义。
最后应说明的是:在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个…”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种玻璃纤维浸润性测试方法,其特征在于,所述浸润性测试方法包括下述步骤:
1S准备测试所需的纤维固定器、n组不同的玻璃纤维束、测力传感器和树脂溶液,所述树脂溶液放置在容器中,n≥1;
2S在纤维固定器中放入定量的第1组玻璃纤维束,修剪玻璃纤维束与纤维固定器第二端端口齐平;
3S将纤维固定器第一端与测力传感器相连,所述纤维固定器呈竖直状态,将测力传感器数值归零;
4S调节纤维固定器第二端与树脂溶液相接触,同时记录时间与重力值,10s内重力值累积变化不超过2dyn时停止记录,终止记录的时间记为T1;
5S保持相同测试条件重复2S~4S,参照第1组玻璃纤维数据采集,对剩余n-1组玻璃纤维依次进行测试,具体地,步骤2S中放入的玻璃纤维束依次为第2组、第3组直至第n组;相应地,步骤4S终止记录时间T记为T2、T3直至Tn;得到n组重力值-时间数据,处理分析所述n组数据,并进行数据拟合,相应得到n个拟合方程,拟合方程为yn=Anln(x)±Bn,其中x为时间,y为重力值;
6S对拟合方程求导,通过一阶导函数yn’=An/x及所述拟合方程表征玻璃纤维与树脂的浸润性能。
2.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润性测试方法,其特征在于,所述步骤5S中,选用拟合数据得到所述拟合方程,所述拟合数据由下述处理方式确定:
当T≥300s时,在0~30s内每间隔1s选取一个数据点,在30~60s内每间隔5s选取一个数据点,在60~300s内每间隔10s选取一个数据点,将选取数据点作为拟合数据;
当T<300s时,在0~T/10内每间隔1s选取一个数据点,在T/10~T/5内每间隔5s选取一个数据点,在T/5~T内每间隔10s选取一个数据点,将选取数据点作为拟合数据。
3.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润性测试方法,其特征在于,所述步骤4S中,所述纤维固定器第二端进入树脂溶液的深度为0~2mm。
4.如权利要求1所述玻璃纤维浸润性测试方法,其特征在于,所述步骤2S中,玻璃纤维的体积与纤维固定器的体积之比为1~2:5。
5.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润性测试方法,其特征在于,所述浸润性测试方法为玻璃纤维的相对浸润性能表征方法,
所述步骤1S中,所述n≥2;所述步骤6S中,对拟合方程求导,通过一阶导函数yn’=An/x及所述拟合方程表征n组玻璃纤维的相对浸润性能,An数值越大其对应的玻璃纤维浸润性能越好。
6.如权利要求1~5中任一项所述的玻璃纤维浸润性测试方法,其特征在于,所述纤维固定器为塑料吸管,塑料吸管的直径为2~5mm。
7.如权利要求1~5中任一项所述的玻璃纤维浸润性测试方法,其特征在于,所述浸润性测试方法还包括重复性测试,每组玻璃纤维束重复测量N次,0≤N≤2,则每组玻璃纤维束的重力值-时间数据为N+1组数据的平均值数据。
8.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润性测试方法,其特征在于,所述测力传感器为表面张力仪,所述步骤3S中,使用细铅丝穿过纤维固定器并将另一端绕成环状,将细铅丝环状端挂于表面张力仪上;所述步骤4S中,所述容器放置在升降台上,调节升降台使纤维固定器第二端与树脂溶液相接触。
9.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润性测试方法,其特征在于,所述测力传感器可自动记录时间与重力值,记录频率为1次/s;所述玻璃纤维包括合股纱或直接纱;所述树脂包括环氧树脂、不饱和树脂或聚氨酯树脂。
10.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润性测试方法,其特征在于,所述浸润性测试方法包括下述步骤:
1S准备测试所需的纤维固定器、n组玻璃纤维束、测力传感器和树脂溶液,所述树脂溶液放置在容器中,n≥1;
2S在纤维固定器中放入定量的第1组玻璃纤维束,修剪玻璃纤维束与纤维固定器第二端端口齐平,其中玻璃纤维的体积与纤维固定器的体积之比为2:5;
3S使用细铅丝穿过纤维固定器并将另一端绕成环状,将细铅丝环状端挂于表面张力仪上,所述纤维固定器呈竖直状态,将表面张力仪数值归零;
4S调节所述升降台使纤维固定器第二端与树脂溶液相接触,同时记录时间与重力值,其中纤维固定器第二端进入树脂溶液的深度为0.5~2mm,10s内重力值累积变化不超过2dyn时停止记录,终止记录的时间记为T1;
5S保持相同测试条件重复2S~4S,参照第1组玻璃纤维数据采集,对剩余n-1组玻璃纤维依次进行测试,具体地,步骤2S中放入的玻璃纤维束依次为第2组、第3组直至第n组;相应地,步骤4S终止记录时间T记为T2、T3直至Tn;得到n组重力值-时间数据,处理分析所述n组数据,并进行数据拟合,相应得到n个拟合方程,拟合方程为yn=Anln(x)±Bn,其中x为时间,y为重力值;
6S对拟合方程求导,通过一阶导函数y’=k1/x及所述拟合方程表征玻璃纤维与树脂的浸润性能。
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