CN111638112A - 碳纤维束丝测试样条的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种碳纤维束丝测试样条的制备方法。所述制备方法包括：S1、将碳纤维束丝通过恒张力系统缠绕至样品框；S2、配置树脂和固化剂混合物，并加入丙酮以使得混合物中树脂的浓度为40％‑70％；S3、将所述样品框浸入所述混合物中，振动所述样品框以排出所述碳纤维束丝中的气泡；S4、将所述样品框晾干后，固化缠绕在其上的碳纤维束丝；S5、取样固化后的所述碳纤维束丝并置于加强片上以涂覆粘合剂，获得碳纤维束丝测试样条。本发明的优点包括通过浸胶、固化和加强过程的配合能够得到稳定有效的碳纤维束丝测试样条。
Description
技术领域
本发明属于检测技术领域，具体涉及一种碳纤维束丝测试样条的制备方法。
背景技术
碳纤维的性能决定了产品的种类，其中力学性能主要包括拉伸强度和拉伸模量，这两个性能的测定是通过针对碳纤维束丝样条测试得出的，而这个过程中样条的好坏直接影响测试结果的准确性和稳定性。因此，碳纤维束丝测试样条制备不仅对碳纤维的力学性能的表征起着重要作用，同时也对碳纤维生产起着指导性作用。现有技术中，在制作的碳纤维束丝测试样条过程中由于缠丝所使用的张力不均衡或者配置的胶体中树脂的浓度不合理，导致制作出来的测试样条不能准确测试出碳纤维束丝的力学性能。因此，针对上述技术问题，有必要提供一种碳纤维束丝测试样条的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碳纤维束丝测试样条的制备方法，以解决现有技术中碳纤维束丝样条测试结果不准确的问题。
为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：
一实施例中，本申请提供一种碳纤维束丝测试样条的制备方法，所述制备方法包括：
S1、将碳纤维束丝通过恒张力系统缠绕至样品框；
S2、配置树脂和固化剂混合物，并加入丙酮以使得混合物中树脂的浓度为 40％-70％；
S3、将所述样品框浸入所述混合物中，振动所述样品框以排出所述碳纤维束丝中的气泡；
S4、将所述样品框晾干后，固化缠绕在其上的碳纤维束丝；
S5、取样固化后的所述碳纤维束丝并置于加强片上以涂覆粘合剂，获得碳纤维束丝测试样条。
可选的，所述步骤S1中将所述碳纤维束丝通过恒张力系统缠绕至所述样品框使用的张力为0.2-0.7N。
可选的，所述步骤S3中将所述样品框浸入所述混合物中的时长大于1min。
可选的，将所述样品框浸入所述混合物中的时长为15min至20min。
可选的，步骤S5中涂覆的粘合剂的宽度大于等于两倍取样的所述碳纤维束丝的宽度。
可选的，所述步骤S4中将所述样品框晾干的时长为0.5-1h。
可选的，所述步骤S4中通过在90～140℃温度下，烘干1～10小时以固化所述碳纤维束丝。
可选的，所述粘合剂为树脂与固化剂的混合物。
可选的，所述加强片的宽度大于等于三倍所述碳纤维束丝的宽度；和/或，所述加强片的长度大于等于50mm。
可选的，所述步骤S5中取样的碳纤维束丝的截面大致呈圆形。
与现有技术相比，本发明通过浸胶、固化和加强过程的配合能够得到稳定有效的碳纤维束丝测试样条。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施方式中碳纤维束丝测试样条的制备方法步骤示意图；
图2是本申请一实施方式中样条制备条件与碳纤维束丝强度对照表。
具体实施方式
以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但该等实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
本申请提供一种碳纤维束丝测试样条的制备方法，所述制备方法包括：
S1、将碳纤维束丝通过恒张力系统缠绕至样品框；
应理解，通过恒张力系统将碳纤维束丝缠绕至样品框可以使得缠绕的张力更加均衡，进而制作出的测试样条能够更加准确的测试出碳纤维束丝的力学性能。一实施例中，将所述碳纤维束丝通过恒张力系统缠绕至所述样品框使用的张力为0.2-0.7N。
S2、配置树脂和固化剂混合物，并加入丙酮以使得混合物中树脂的浓度为 40％-70％；
S3、将所述样品框浸入所述混合物中，振动所述样品框以排出所述碳纤维束丝中的气泡；
优选的，将所述样品框浸入所述混合物中的时长大于1min。
优选的，将所述样品框浸入所述混合物中的时长为15min至20min。
S4、将所述样品框晾干后，固化缠绕在其上的碳纤维束丝；
优选的，将所述样品框晾干的时长为0.5-1h。
优选的，通过在90～140℃温度下，烘干1～10小时以固化所述碳纤维束丝。
S5、取样固化后的所述碳纤维束丝并置于加强片上以涂覆粘合剂，获得碳纤维束丝测试样条。
应理解，固化后的所述碳纤维束丝的截面大致呈圆形，粘合剂用于将碳纤维束丝固定于两片加强片之间，一实施例中，粘合剂为树脂与固化剂的混合物。其中，粘合剂的宽度可以大于等于两倍取样的所述碳纤维束丝的宽度。加强片的宽度可以大于等于三倍所述碳纤维束丝的宽度，长度可以大于等于 50mm。
本发明通过浸胶、固化和加强过程的配合能够得到稳定有效的碳纤维束丝测试样条。
以下结合具体实施例对本发明中碳纤维束丝测试样条的制备方法作进一步说明。
实施例1
步骤S1中，缠丝过程中通过恒张力系统控制丝条张力0.2N，采用两边缠绕框进行缠绕；
步骤S2中，配置树脂和固化剂混合物，并加入丙酮以使得混合物中树脂的浓度为40％；
步骤S3中，将样品框浸入混合物中，时间为15min，该过程中采用震动方式将纤维中的气泡排出，保证浸胶充分；
步骤S4中，将样品框在室温下晾干，晾干时间为0.5h，固化温度为90℃，固化时长为10h。
步骤S5中，固化后取样品架中间截面形状为近圆形部分，使用粘合剂进行样条加强，粘合剂为树脂与固化剂的混合物，加强片宽度为3倍样条宽度，样条位于加强片中间位置，粘合剂涂抹均匀保证加强胶液宽度2倍样条宽度，加强片长度50mm。
实施例2
步骤S1中，缠丝过程中通过恒张力系统控制丝条张力0.2N，采用两边缠绕框进行缠绕；
步骤S2中，配置树脂和固化剂混合物，并加入丙酮以使得混合物中树脂的浓度为50％；
步骤S3中，将样品框浸入混合物中，浸胶时间15min，该过程中采用震动方式将纤维中的气泡排出，保证浸胶充分；
步骤S4中，将样品框在室温下晾干，晾干时间为0.5h，固化温度为95℃，固化时长为9h。
步骤S5中，固化后取样品架中间截面形状为近圆形部分，使用粘合剂进行样条加强，粘合剂为树脂与固化剂的混合物，加强片宽度为3倍样条宽度，样条位于加强片中间位置，加强胶液涂抹均匀保证加强胶液宽度2倍样条宽度，加强片长度50mm。
实施例3
步骤S1中，缠丝过程中通过恒张力系统控制丝条张力0.45N，采用两边缠绕框进行缠绕；
步骤S2中，配置树脂和固化剂混合物，并加入丙酮以使得混合物中树脂的浓度为55％；
步骤S3中，将样品框浸入混合物中，浸胶时间15min，该过程中采用震动方式将纤维中的气泡排出，保证浸胶充分；
步骤S4中，将样品框在室温下晾干，晾干时间为0.5h；固化温度为100℃，固化时长为8h。
步骤S5中，固化后取样品架中间截面形状为近圆形部分，使用粘合剂进行样条加强，粘合剂为树脂与固化剂的混合物，加强片宽度为3倍样条宽度，样条位于加强片中间位置，加强胶液涂抹均匀保证加强胶液宽度2倍样条宽度，长度50mm。
实施例4
步骤S1中，缠丝过程中通过恒张力系统控制丝条张力0.45N，采用两边缠绕框进行缠绕；
步骤S2中，配置树脂和固化剂混合物，并加入丙酮以使得混合物中树脂的浓度为55％；
步骤S3中，将样品框浸入混合物中，浸胶时间17.5min，该过程中采用震动方式将纤维中的气泡排出，保证浸胶充分；
步骤S4中，将样品框在室温下晾干，晾干时间为0.75h，固化温度为 115℃，固化时长为5h。
步骤S5中，固化后取样品架中间截面形状为近圆形部分，使用粘合剂进行样条加强，粘合剂为树脂与固化剂的混合物，加强片宽度为3倍样条宽度，样条位于加强片中间位置，加强胶液涂抹均匀保证加强胶液宽度2倍样条宽度，长度50mm。
实施例5
步骤S1中，缠丝过程中通过恒张力系统控制丝条张力0.5N，采用两边缠绕框进行缠绕；
步骤S2中，配置树脂和固化剂混合物，并加入丙酮以使得混合物中树脂的浓度为60％；
步骤S3中，将样品框浸入混合物中，浸胶时间17.5min，该过程中采用震动方式将纤维中的气泡排出，保证浸胶充分；
步骤S4中，将样品框在室温下晾干，晾干时间为0.75h，固化温度为 115℃，固化时长为3h。
步骤S5中，固化后取样品架中间截面形状为近圆形部分，使用粘合剂进行样条加强，粘合剂为树脂与固化剂的混合物，加强片宽度为3倍样条宽度，样条位于加强片中间位置，加强胶液涂抹均匀保证加强胶液宽度2倍样条宽度，长度50mm。
实施例6
步骤S1中，缠丝过程中通过恒张力系统控制丝条张力0.6N，采用两边缠绕框进行缠绕；
步骤S2中，配置树脂和固化剂混合物，并加入丙酮以使得混合物中树脂的浓度为70％；
步骤S3中，将样品框浸入混合物中，浸胶时间20min，该过程中采用震动方式将纤维中的气泡排出，保证浸胶充分；
步骤S4中，将样品框在室温下晾干，晾干时间为1h，固化温度为130℃，固化时长为2h。
步骤S5中，固化后取样品架中间截面形状为近圆形部分，使用粘合剂进行样条加强，粘合剂为树脂与固化剂的混合物，加强片宽度为3倍样条宽度，样条位于加强片中间位置，加强胶液涂抹均匀保证加强胶液宽度2倍样条宽度，长度50mm。
实施例7
步骤S1中，缠丝过程中通过恒张力系统控制丝条张力0.7N，采用两边缠绕框进行缠绕；
步骤S2中，配置树脂和固化剂混合物，并加入丙酮以使得混合物中树脂的浓度为70％；
步骤S3中，将样品框浸入混合物中，浸胶时间20min，该过程中采用震动方式将纤维中的气泡排出，保证浸胶充分；
步骤S4中，将样品框在室温下晾干，晾干时间为1h，固化温度为140℃，固化时长为1h。
步骤S5中，固化后取样品架中间截面形状为近圆形部分，使用粘合剂进行样条加强，粘合剂为树脂与固化剂的混合物，加强片宽度为3倍样条宽度，样条位于加强片中间位置，加强胶液涂抹均匀保证加强胶液宽度2倍样条宽度，长度50mm。
将上述实施例所制备样条在万能试验机上测试其强度，测试过程中无断裂异常，测试结果如图2所示。
采用本发明的方法制备的碳纤维样条能够准确反映碳纤维本征拉伸力学性能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种碳纤维束丝测试样条的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
S1、将碳纤维束丝通过恒张力系统缠绕至样品框；
S2、配置树脂和固化剂混合物，并加入丙酮以使得混合物中树脂的浓度为40％-70％；
S3、将所述样品框浸入所述混合物中，振动所述样品框以排出所述碳纤维束丝中的气泡；
S4、将所述样品框晾干后，固化缠绕在其上的碳纤维束丝；
S5、取样固化后的所述碳纤维束丝并置于加强片上以涂覆粘合剂，获得碳纤维束丝测试样条。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中将所述碳纤维束丝通过恒张力系统缠绕至所述样品框使用的张力为0.2-0.7N。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中将所述样品框浸入所述混合物中的时长大于1min。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，将所述样品框浸入所述混合物中的时长为15min至20min。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S5中涂覆的粘合剂的宽度大于等于两倍取样的所述碳纤维束丝的宽度。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中将所述样品框晾干的时长为0.5-1h。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中通过在90～140℃温度下，烘干1～10小时以固化所述碳纤维束丝。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粘合剂为树脂与固化剂的混合物。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加强片的宽度大于等于三倍所述碳纤维束丝的宽度；和/或，所述加强片的长度大于等于50mm。
10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中取样的碳纤维束丝的截面大致呈圆形。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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