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 t Ⅰ 150±0.2 6±0.2 1.5±0.1 Ⅱ 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。