用于碳纤维复丝拉伸性能测试的浸胶装置及浸胶方法

摘要

本发明涉及一种用于碳纤维复丝拉伸性能测试的浸胶装置及浸胶方法，包括一对相向设置的升降支架，升降支架上部架设旋转轴，旋转轴上设有两个同心轴圆盘，同心轴圆盘上设有若干个试样夹持器，旋转轴的正下方放置浸液槽。所述采用所述浸胶装置的浸胶方法，包括以下步骤：（1）将碳纤维样品固定在同心轴圆盘的试样夹持器上；（2）碳纤维样品浸于浸液槽内的胶液液面之下0.5～1cm；（3）转动旋转轴使所有碳纤维样品依次浸入胶液中进行上胶；（4）上完胶的碳纤维样品离开浸液槽中的胶液，并放置于室温条件下晾干；（5）将晾干后的样品放入120℃烘箱中烘30～50分钟进行固化。本发明提高碳纤维复丝拉伸性能测试中浸胶纤维的制样效率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种浸胶装置及浸胶方法，尤其是一种用于碳纤维复丝拉伸性能测试的浸胶装置及浸胶方法。 

背景技术

碳纤维（carbon fiber，简称CF）是一种含碳量在95%以上的具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗辐射、导电、传热、减震、降噪和相对密度小等一系列优异性能，属于典型的高性能纤维。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。作为高性能纤维的一种，碳纤维碳材料已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用，从航天、航空、 汽车、 电子、 机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。因此，碳纤维被认为是高科技领域中新型工业材料的典型代表，具有广泛的发展前景。 

碳纤维拉伸力学性能测试的主要内容包括：拉伸强度、拉伸弹性模量、断裂伸长率、体密度、线密度等，其测试方法已经有国家标准 GB/T 3362-2005碳纤维复丝拉伸性能测试方法，该标准中测试前需要对碳纤维复丝进行浸胶处理。美国标准ASTM D 4018碳纤维长丝和石墨纤维丝束性能的标准试验方法和日本标准JIS K7073-1988等国外标准中也均采用预浸胶的方法测试碳纤维复丝拉伸强度。GB/T 3362-2005标准中介绍了手工法浸胶，即剪取 500mm 长的复丝，用手拿住两端进入胶液中浸胶，标准中规定测试样品为10个试样，所以手工法浸胶相对比较复杂且很难保证测试结果的准确性。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种用于碳纤维复丝拉伸性能测试的浸胶装置及浸胶方法，提高碳纤维复丝拉伸性能测试中浸胶纤维的制样效率。 

按照本发明提供的技术方案，一种用于碳纤维复丝拉伸性能测试的浸胶装置，包括一对相向设置的升降支架，升降支架上部架设旋转轴，旋转轴的一端设有手柄或变速传动马达；旋转轴上设有两个相同的同心轴圆盘，同心轴圆盘上分别设有若干个试样夹持器；旋转轴的正下方放置浸液槽。 

所述旋转轴的两端架设在升降支架上的升降块上。 

所述同心轴圆盘固定在旋转轴两端。 

所述试样夹持器垂直设置于同心轴圆盘的圆周面上。 

所述浸液槽是由塑料或不锈钢材质制成。 

一种采用所述浸胶装置的浸胶方法，其特征是，包括以下步骤： 

（1）将碳纤维样品按以与旋转轴平行的方式依次固定在旋转轴上的两个同心轴圆盘的试样夹持器上；

（2）调节升降支架上的升降块，使碳纤维样品到达最低位置时，能浸于浸液槽内的胶液液面之下0.5～1cm；

（3）转动手柄或变速传动马达，使所有碳纤维样品依次浸入胶液中进行上胶，每个碳纤维样品每次浸入后保持3～5s，手柄或变速传动马达转动10～15次；

（4）调节升降支架的升降块，使上完胶的碳纤维样品离开浸液槽中的胶液，并放置于室温条件下晾干；

（5）将晾干后的样品放入120℃烘箱中烘30～50分钟进行固化。

本发明的优点在于：提高了碳纤维复丝拉伸性能测试中浸胶纤维的制样效率，减少了手工浸胶中诸多人为的影响因素，保证了浸胶丝束的均匀性、测试结果的准确性。 

附图说明

图1为本发明结构示意图。 

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。 

如图1所示，所述用于碳纤维复丝拉伸性能测试的浸胶装置包括升降支架1、旋转轴2、手柄或变速传动马达3、同心轴圆盘5、试样夹持器6、浸液槽7、升降块8等。 

如图1所示，本发明包括一对相向设置的升降支架1，升降支架1上部架设旋转轴2，旋转轴2的一端设有手柄或变速传动马达3；旋转轴2上设有两个相同的同心轴圆盘5，同心轴圆盘5上分别设有若干个试样夹持器6；旋转轴2的正下方放置浸液槽7。 

所述旋转轴2的两端架设在升降支架1上的升降块8上，通过调节升降块8的高度，实现旋转轴2的上下升降，并且可随手柄或变速传动马达3转动。 

所述同心轴圆盘5固定在旋转轴2两端，可随旋转轴2转动。 

所述试样夹持器6垂直设置于同心轴圆盘5的圆周面上。 

所述浸液槽7是由塑料或不锈钢材质制成，能够使样品浸入上胶。 

本发明的工作原理及工作过程：将碳纤维束样品固定在两个同心轴圆盘5上的试样夹持器6上，通过旋转同心轴圆盘5，使每根纤维束同时浸入和同时浸出胶液，使纤维束浸胶均匀且操作简单、制样效率高。 

在本发明所述浸液槽中放置的胶液为市售常规的碳纤维浸渍胶，没有具体限制。 

实施例1 

（1）升高升降支架，将日本东丽6k碳纤维复丝按与旋转轴2平行的位置固定在两个同心轴圆盘5的试样夹持器6上；

（2）调低升降支架，使固定在试样夹持器6上的东丽6k碳纤维复丝样品到达最低位置时，能浸于浸液槽胶液液面下约0.8cm；

（3）转动手柄3，使试样夹持器6上的所有样品依次浸入胶液中上胶，每个样品每次浸入后保持5s时间，转动10次，使每个样品达到上胶要求；

（4）升高升降支架，使上完胶的样品架离开浸液槽中的胶液，并放置于室温条件下8个小时，晾干；

（5）将晾干后的样品放入120℃的烘箱中烘45分钟进行固化。

实施例2 

（1）升高升降支架，将日本东邦12k碳纤维复丝按与旋转轴2平行的位置固定在两个同心轴圆盘5的试样夹持器6上；

（2）调低升降支架，使固定在试样夹持器6上的东邦12k碳纤维复丝样品到达最低位置时，能浸于浸液槽胶液液面下约1cm；

（3）转动手柄3，使试样夹持器6上的所有样品依次浸入胶液中上胶，每个样品每次浸入后保持5s时间，转动15次，使每个样品达到上胶要求；

（4）升高升降支架，使上完胶的样品架离开浸液槽中的胶液，并放置于室温条件下12个小时，晾干；

（5）将晾干后的样品放入120℃的烘箱中烘50分钟进行固化。

实施例3 

（1）升高升降支架，将美国赫氏3k碳纤维复丝按与旋转轴2平行的位置固定在两个同心轴圆盘5的试样夹持器6上；

（2）调低升降支架，使固定在试样夹持器6上的赫氏3k碳纤维复丝样品到达最低位置时，能浸于浸液槽胶液液面下约0.6cm；

（3）启动变速传动马达4，使试样夹持器6上的所有样品依次浸入胶液中上胶，每个样品每次浸入后保持3s时间，转动10次，使每个样品达到上胶要求；

（4）升高升降支架，使上完胶的样品架离开浸液槽中的胶液，并放置于室温条件下4个小时，晾干；

（5）将晾干后的样品放入120℃的烘箱中烘40分钟进行固化。