[发明专利]纤维浸胶起毛量的测试方法及测试装置

说明书

本发明公开了一种纤维浸胶起毛量的测试方法及测试装置，测试方法包括（ⅰ）测试准备、（ⅱ）浸胶处理、（ⅲ）张力施加与摩擦处理、（ⅳ）毛丝收集和（ⅴ）毛丝树脂分离与称重等步骤；测试装置包括依次设置的纱架、浸胶机构、张力施加控制机构、毛丝收集机构、缠绕机、毛丝树脂分离机构和称重机构。本发明提供了一种纤维浸胶起毛量的测试方法及测试装置，测试贴近工程实际、操作简单、所测数据准确、成本低，为纤维的工艺性能测试提供更精准的数据。

技术领域

本发明属于材料测试领域，具体涉及一种纤维浸胶起毛量的测试方法及测试装置。

背景技术

纤维复合材料因具有较好的力学强度与稳定性、可长期贮存等优点，近年来得到了迅速发展，尤其在航空航天、医疗、电子、机械等领域得到了越来越广泛的应用。碳纤维为脆性材料，在大张力湿法缠绕工艺过程中容易出现纤维损伤，导致纤维性能不能完全发挥。因此纤维的工艺性对于纤维的应用有着相当重要的意义，它的准确表征有助于复合材料制品在设计过程中获得更准确的设计参数，得到性能优异的产品。

目前针对纤维工艺性，并没有普遍适用且简单有效的测试方案。工程实际中一般采用目测的方式评价纤维工艺性能的优劣，该方式主观性较强，不能定量描述统计量。业内也采用纤维丝束耐磨性来表征纤维工艺性能，将纤维束干纱展纱并适当磨损，收集毛丝并称重或计数毛丝数量，毛丝量越多，纤维耐磨性越差。一般认为干纱情况下纤维耐磨性越好，其工艺性越好。该方案能定量描述纤维耐磨性，从而间接表征纤维工艺性能，但仍存在几点问题：（1）由于干纱较浸胶纱而言更容易损伤，为使测试过程顺利进行，该评价方式中牵引张力必须明显低于纤维工程应用时实际张力，而张力的大小明显影响纤维耐磨性能，所以该方法不能如实反映张力较大情况下纤维的工艺性能；（2）干纱情况下纤维耐磨性对张力较敏感，为防止实验起始阶段较大加速度情况下纤维断裂，该评价过程中牵引速度必须明显较低于纤维工程应用实际牵引速度，而牵引速度也是影响纤维工艺性能的因素，导致测得毛丝量与实际应用时不符；（3）该测试方法完全忽略了树脂的浸润作用对纤维工艺性能的影响，而树脂与纤维的浸润性直接影响纤维应用于实际工程中时的工艺性能；（4）忽略树脂的浸润性能，会使部分毛丝在实验过程中从纤维主体脱落，无法被收集、观测到，从而使实验结果失真；（5）大部分用纤维耐磨性评价纤维需要较先进的仪器或专用的工装系统，经济性较差。因此，急需开发一种贴近工程实际、操作简单、所测数据准确、成本低的纤维工艺性测试方法，为纤维的性能测试提供更准确的数据。

发明内容

本发明为了解决现有纤维工艺性测试方案中未考虑较大张力施加、缠绕速度、树脂浸润等因素对纤维工艺性能的影响，不能精准反映纤维在实际工况中的真实工艺性能、毛丝量数据不准确、经济性较差等问题，其目的是提供一种纤维浸胶起毛量的测试方法及测试装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种纤维浸胶起毛量的测试方法，包括以下步骤：

（ⅰ）测试准备

将待测纤维束固定在纱架上，缠绕机对待测纤维束进行牵引，缠绕机的牵引速度与实际工况相同；

（ⅱ）浸胶处理

待测纤维束通过缠绕机的牵引通过浸胶机构，使待测纤维束均匀浸润树脂；

（ⅲ）张力施加与摩擦处理

浸胶完成的待测纤维束通过张力施加控制机构施加与实际工况相同的压力，然后待测纤维束经过若干摩擦辊上摩擦后，再经展纱轮展纱；

（ⅳ）毛丝收集

展纱后的待测纤维束经过毛丝收集机构，收集毛丝和树脂；

（ⅴ）毛丝树脂分离与称重

通过毛丝树脂分离方法将毛丝收集机构获得的毛丝和树脂分离，称量毛丝的重量。