纤维缠绕增强塑料环形试样制作方法

1主题内容与适用范围本标准规定了纤维缠绕增强塑料环形试样的制造方法、工艺条件。本方法适用于制作纤维缠绕增强塑料环形试样,以供测试其力学性能。 2引用标准 GB 1458纤维缠绕增强塑料环形试样拉伸试验方法 GB 1461纤维缠绕增强塑料环形试样剪切试验方法 3方法提要 3.1试样用单环缠绕法或圆筒切环法两种方法制作。此两种方法可采用湿法缠绕,也可采用预浸法缠绕,两种缠绕工艺分别见图1、图2。在做性能比较时,应采用同种方法制作。 3.2单环缠绕法按照GB 1458或GB 1461规定的试样尺寸,用单环模具在缠绕机上绕制,经固化、外表面加工、脱模即制得环形试样。 3.3圆筒切环法按照GB 1458或GB 1461规定的试样内径尺寸,用圆筒芯模在缠绕机上绕成圆筒,再经固化、外表面加工、脱模、切割即得环形试样。 4设备 4.1缠绕机由纱架、胶槽、张力控制装置、丝嘴和驱动机构等部分组成。 4.2单环模具见图3。圆筒切环的芯模两端应留有适当的接轴,以利于模具装配到缠绕机上。 4.3脱模机可采用合适的压机。 4.4固化装置应具有适当可控的温度范围,偏差范围为±2℃。 5原材料的贮存和处理条件 5.1纤维、树脂和固化剂等原材料应按技术要求进行验收和贮存。 5.2纤维在缠绕前必须进行干燥处理。玻璃纤维在30±2℃的烘箱中干燥8h。在不影响表面处理剂条件下,可采用105±2℃干燥2h。制备环时,纤维放置环境的相对湿度不大于65%。碳纤维和芳纶放在(105±2)℃～(120±2)℃的烘箱中至少干燥2h。将经干燥处理的纤维,置于能保持70～80℃的烘箱内,从烘箱内取出的纤维应立即浸胶。 6湿法缠绕工艺 6.1模具准备把清洗干净的模具或芯模涂上脱膜剂。 6.2纱团安装纱团可立放,也可卧放在纱架上。纤维从纱团拉出时,应保持捻度不变,并施加轻微的张力以防其晃动。 6.3浸胶纤维从纱团引出,经过导辊,进入备有加热装置的胶槽。纱从胶槽拉出时,在尽量减少纤维磨损的情况下,用挤胶辊或刮胶板等装置多余的胶除去。 6.4张力控制把浸过胶的纤维经过一系列导辊,对胶纱施加所需的张力。缠绕张力为:玻璃纤维用其纤维断裂强力的5%～8%;芳纶用其纤维断裂强力的3%～4%;碳纤维按工艺要求施加(以不使纤维损坏为宜)。 6.5排纱排纱应均匀,不准有堆积、高缝等现象。使纤维浸渍均匀,张力稳定,缠绕速度应保证以不高于60r/min为宜(线速度则为28m/min)。 6.6固化环形试样缠绕完毕后,按规定的固化制度进行固化。同批绕制的环形试样固化前存放时间不超过8h。 6.7加工和脱模固化后的单环试样,先卸去两侧外模,串在一起用磨削或精车进行表面加工。加工完后,用压机脱去中模。固化后的圆筒,先进行磨削或精车表面加工,再切环脱模。 7预浸法缠绕工艺预浸法制备试样的程序与湿法缠绕工艺基本相同,但模具的预热温度及预浸带的烘烤条件、缠绕张力、缠绕速度等,需按预浸带所规定的技术条件确定。 8试样的型式环形试样有Ⅰ、Ⅱ两种型式(见图4和下表)。Ⅰ型试样用于GB 1458的试验方法。Ⅱ型试样用于GB 1461的试验方法。 _________________________________________________________________尺寸型式内径 D宽度 b厚度 tⅠ 150±0.2 6±0.2 1.5±0.1Ⅱ 150±0.2 6±0.2 3±0.1 ___________________________________________________________________ 9报告报告应包括以下内容: a.注明试样按本标准制作; b.原材料的类型、来源、树脂系统、纤维及用量; c.环形试样制作时的环境温度和相对湿度; d.张力数据; e.缠绕速度; f.制作试样的类型; g.模具材料; h.固化制度; i.制造日期。 _________________附加说明:本标准由全国纤维增强塑料标准化技术委员会提出并归口。本标准由国家建筑材料工业局哈尔滨玻璃钢研究所负责起草。本标准主要起草人林国荣。