碳玻混纤维增强复合材料的纤维含量测试方法技术

本发明专利技术公开了一种碳玻混纤维增强复合材料的纤维含量测试方法，通过去单独取少量玻璃纤维和单独取少量碳纤维进行重复测试，能够准确掌握玻璃纤维和碳纤维各自在测试过程中的损耗情况，从而能够基于此对碳纤维的质量百分数的计算公式和玻璃纤维的计算公式进行校正，准确计算出碳纤维的质量百分数和玻璃纤维的质量百分数，再根据复合材料、碳纤维、玻璃纤维的密度，能够计算得到碳纤维的体积含量和玻璃纤维的体积含量。纤维的体积含量。纤维的体积含量。

【技术实现步骤摘要】
碳玻混纤维增强复合材料的纤维含量测试方法


[0001]本专利技术涉及拉挤板材材料检测方法
，具体涉及一种碳玻混纤维增强复合材料的纤维含量测试方法。

技术介绍

[0002]如今风电行业为了追求更高模量和强度的拉挤板材，逐渐由玻纤增强复合材料转变为碳纤增强复合材料。但是，由于碳纤维资源紧缺，并且价格昂贵，各大厂商开始采用玻璃纤维和碳纤维混合增强复合材料。
[0003]对于采用玻璃纤维和碳纤维混合增强复合材料的拉挤板材，常常需要测量出玻璃纤维和碳纤维各自的含量。但是，目前测量玻纤纤维和碳纤维含量的方法都无法将玻纤纤维和碳纤维的含量测准，导致后续应用会出现一系列的问题。
[0004]解决以上问题成为当务之急。

技术实现思路

[0005]为解决以上的技术问题，本专利技术提供了一种碳玻混纤维增强复合材料的纤维含量测试方法。
[0006]其技术方案如下：
[0007]一种碳玻混纤维增强复合材料的纤维含量测试方法，其要点在于，按照以下步骤进行：
[0008]S1、选取碳玻混纤维增强复合材料的试样，并对试样进行称重，记为m，同时对试样的密度进行测量，记为ρ。
[0009]S2、溶解试样的树脂后，再次对试样进行称重，得到玻璃纤维和碳纤维的总质量；
[0010]S3、利用高温加热完全燃烧掉碳纤维后，对玻璃纤维进行称重，得到玻璃纤维的质量，并根据玻璃纤维和碳纤维的总质量和玻璃纤维的总质量计算得到碳纤维的质量；
[0011]S4、取少量玻璃纤维进行称重，然后重复步骤S2，并再次对玻璃纤维进行称重，从而计算得到玻璃纤维测试前后的质量比k
g
；取少量碳纤维进行称重，然后重复步骤S2，并再次对碳纤维进行称重，从而计算得到碳纤维测试前后的质量比k
c
；
[0012]S5、基于玻璃纤维和碳纤维的总质量、玻璃纤维的质量、碳纤维的质量、玻璃纤维测试前后的质量比k
g
和碳纤维测试前后的质量比k
c
计算得到碳纤维的质量百分数w
c
、玻璃纤维的质量百分数w
g
、碳纤维的体积含量v
c
和玻璃纤维的体积含量v
g
。
[0013]作为优选，所述步骤S2按照以下步骤进行：
[0014]S21、将试样置于装有浓硫酸的反应容器中，并用夹具将反应容器固定在恒温加热器上；
[0015]S22、设定恒温加热器，使反应容器中的溶液保持在消化温度220℃
±
10℃，观察反应容器中的试样情况，直到试样的树脂完全溶解后停止加热，并从夹具上取下反应容器；
[0016]S23、用滴管向反应容器中缓慢加入过氧化氢溶液，直到反应容器中的所有纤维都
浮到溶液的表面，且溶液颜色变得透明为止；
[0017]S24、再次加热反应容器中的溶液至消化温度，并保持10min，然后观察反应容器中的溶液是否浑浊：是，返回步骤S22；否，将反应容器中的溶液冷却至室温，并进入下一步骤；
[0018]S25、将玻璃过滤器置于温度保持在105℃
±
5℃的空气循环烘箱中加热干燥90min后冷却至室温，然后取出玻璃过滤器，并将玻璃过滤器安装在抽滤瓶上，然后将真空泵的软管连接在抽滤瓶上；
[0019]S26、首先，开启真空泵，将反应容器中的溶液和纤维缓慢倒入玻璃过滤器中，利用真空泵的吸力将反应容器中的溶液吸入抽滤瓶中，并由玻璃过滤器过滤保留纤维，由此使溶液和纤维分离；然后，利用浓硫酸冲洗反应容器，将反应容器中残留的溶液用玻璃过滤器过滤得到残留的纤维；最后，利用蒸馏水反复洗涤反应容器，并用真空泵的吸力将反应容器中的蒸馏水吸入抽滤瓶中，从而通过玻璃过滤器过滤保留所有的残留纤维；
[0020]S27、利用蒸馏水和丙酮交替反复倒入玻璃过滤器中清洗纤维，直到用pH试纸测得玻璃过滤器中的pH值为中性为止；
[0021]S28、将装有纤维的玻璃过滤器置于温度控制在120℃
±
5℃的空气循环烘箱中加热干燥2h后取出；
[0022]S29、取一个坩埚，并对坩埚进行称重，记为m1；然后将玻璃过滤器中的所有纤维转移至坩埚中，并对装有纤维的坩埚进行称重，记为m2；计算得到玻璃纤维和碳纤维的总质量为m2‑
m1。
[0023]采用以上方法，不仅能够彻底地溶解掉树脂，而且能够极为充分地滤得所有的纤维，进一步提升碳纤维的质量百分数和玻璃纤维的质量百分数的测试精度。
[0024]作为优选，所述步骤S3按照以下步骤进行：
[0025]S31、将马弗炉加热至625℃
±
30℃；
[0026]S32、将装有纤维的坩埚放入马弗炉中灼烧3h，直到完全燃烧掉碳纤维；
[0027]S33、从马弗炉中取出只装有玻璃纤维的坩埚，将玻璃纤维的坩埚放入玻璃干燥器中冷却至室温；
[0028]S34、对装有玻璃纤维的坩埚进行称重，记为m3；计算得到玻璃纤维的质量为m3‑
m1，碳纤维的质量为m2‑
m3。
[0029]采用以上方法，能够充分燃烧掉碳纤维的同时，而对玻璃纤维不产生影响，确保了玻璃纤维的称重精度。
[0030]作为优选，所述步骤S5中，碳纤维的质量百分数计算公式为：
[0031][0032]玻璃纤维的质量百分数计算公式为：
[0033][0034]碳纤维的体积含量计算公式为：
[0035][0036]式(3)中，ρ
c
为碳纤维的密度；
[0037]玻璃纤维的体积含量计算公式为：
[0038][0039]式(4)中，ρ
g
为玻璃纤维的密度。
[0040]采用以上方法，能够方便快速地计算得到碳纤维的质量百分数w
c
、玻璃纤维的质量百分数w
g
、碳纤维的体积含量v
c
和玻璃纤维的体积含量v
g
。
[0041]作为优选，所述步骤S4重复至少5次，并取平均值作为最终的玻璃纤维测试前后的质量比k
g
和碳纤维测试前后的质量比k
c
。
[0042]采用以上方法，能够更加准确地确定玻璃纤维测试前后的质量比k
g
和碳纤维测试前后的质量比k
c
，进一步提升碳纤维的质量百分数和玻璃纤维的质量百分数的测试精度。
[0043]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0044]采用以上技术方案的碳玻混纤维增强复合材料的纤维含量测试方法，通过去单独取少量玻璃纤维和单独取少量碳纤维进行重复测试，能够准确掌握玻璃纤维和碳纤维各自在测试过程中的损耗情况，从而能够基于此对碳纤维的质量百分数的计算公式和玻璃纤维的计算公式进行校正，准确计算出碳纤维的质量百分数和玻璃纤维的质量百分数，再根据复合材料、碳纤维、玻璃纤维的密度，能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳玻混纤维增强复合材料的纤维含量测试方法，其特征在于，按照以下步骤进行：S1、选取碳玻混纤维增强复合材料的试样，并对试样进行称重，记为m，同时对试样的密度进行测量，记为ρ。S2、溶解试样的树脂后，再次对试样进行称重，得到玻璃纤维和碳纤维的总质量；S3、利用高温加热完全燃烧掉碳纤维后，对玻璃纤维进行称重，得到玻璃纤维的质量，并根据玻璃纤维和碳纤维的总质量和玻璃纤维的总质量计算得到碳纤维的质量；S4、取少量玻璃纤维进行称重，然后重复步骤S2，并再次对玻璃纤维进行称重，从而计算得到玻璃纤维测试前后的质量比k
g
；取少量碳纤维进行称重，然后重复步骤S2，并再次对碳纤维进行称重，从而计算得到碳纤维测试前后的质量比k
c
；S5、基于玻璃纤维和碳纤维的总质量、玻璃纤维的质量、碳纤维的质量、玻璃纤维测试前后的质量比k
g
和碳纤维测试前后的质量比k
c
计算得到碳纤维的质量百分数w
c
、玻璃纤维的质量百分数w
g
、碳纤维的体积含量v
c
和玻璃纤维的体积含量v
g
。2.根据权利要求1所述的碳玻混纤维增强复合材料的纤维含量测试方法，其特征在于，所述步骤S2按照以下步骤进行：S21、将试样置于装有浓硫酸的反应容器中，并用夹具将反应容器固定在恒温加热器上；S22、设定恒温加热器，使反应容器中的溶液保持在消化温度220℃
±
10℃，观察反应容器中的试样情况，直到试样的树脂完全溶解后停止加热，并从夹具上取下反应容器；S23、用滴管向反应容器中缓慢加入过氧化氢溶液，直到反应容器中的所有纤维都浮到溶液的表面，且溶液颜色变得透明为止；S24、再次加热反应容器中的溶液至消化温度，并保持10min，然后观察应容器中的溶液是否浑浊：是，返回步骤S22；否，将反应容器中的溶液冷却至室温，并进入下一步骤；S25、将玻璃过滤器置于温度保持在105℃
±
5℃的空气循环烘箱中加热干燥90min后冷却至室温，然后取出玻璃过滤器，并将玻璃过滤器安装在抽滤瓶上，然...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻洁，张乾仁，杨滔，张小良，张明杰，郎淑蓉，文杰，王曾元，刘军，熊泽民，
申请(专利权)人：重庆风渡新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：