碳纤维的线密度和拉伸性能测试

      碳纤维粗纱是由几千根甚至8万根单丝组成的复丝，其拉伸性能的测试原则上类似于高线密度工业复丝，在典型的拉伸试验中使用适当的夹具。然而，碳纤维模量极高，各单丝张力间存在差异，且材料具有脆性，导致用这种方法测得的强度值大约仅为材料实际强度的一半，即各单丝平均强度的一半。施加少量捻度，例如20捻/m，能有助于各根单丝张力的平衡，得到更稳定和具有重现性的结果。Textechnd 公司的自动拉伸试验机Statinat 4U能自动施加这样的捻度，接着以全自动的方式进行拉伸性能测试。虽然超高分子量聚乙烯如D yneema和Sp ectra或芳族聚酰胺纤维按照这种方法测得的数值与材料的实际强度一致，但碳纤维测得的数值不超过实际强度的70%。

      因此，碳纤维粗纱通常在浸渍条件下，例如按照德国标准DN 65382进行测试。测试时，第一步必须用合适的树脂浸渍粗纱，第二步必须用纸片与粗纱复合，以避免夹头损坏（图1）。

      这个过程非常费时，由于测试前必须待树脂完全固化，需时24 h。24 h的推迟，在进货检验中是令人烦恼的，对于生产控制试验几乎是不能接受的。

       另一种方法是对各根纤维即单纤维进行测试。这样的单纤维测试，初看似乎更复杂，但用Favi-mat仪器，特别是用Textechno公司的Robot2或Airbot2系统的自动装置，就很容易进行。用户对Favinat进行单纤维测试和浸渍粗纱测试两种方法比较后，决定采用单纤维测试。单纤维测试作为生产控制方法的主要优点是：实验室收到生产样品后几分钟内就可得到最重要的结果，从而能够及时采取改正行动，例如在断裂强度降低时可及时改正。此外，单纤维测试还提供粗纱内纤维性质分布的信息，这对于生产和粗纱应用中充分分析问题具有重要意义。

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