碳纖維的線密度和拉伸性能測試

      碳纖維粗紗是由幾千根甚至8萬根單絲組成的復絲，其拉伸性能的測試原則上類似于高線密度工業復絲，在典型的拉伸試驗中使用適當的夾具。然而，碳纖維模量極高，各單絲張力間存在差異，且材料具有脆性，導致用這種方法測得的強度值大約僅為材料實際強度的一半，即各單絲平均強度的一半。施加少量捻度，例如20捻/m，能有助于各根單絲張力的平衡，得到更穩定和具有重現性的結果。Textechnd 公司的自動拉伸試驗機Statinat 4U能自動施加這樣的捻度，接著以全自動的方式進行拉伸性能測試。雖然超高分子量聚乙烯如D yneema和Sp ectra或芳族聚酰胺纖維按照這種方法測得的數值與材料的實際強度一致，但碳纖維測得的數值不超過實際強度的70%。

      因此，碳纖維粗紗通常在浸漬條件下，例如按照德國標準DN 65382進行測試。測試時，第一步必須用合適的樹脂浸漬粗紗，第二步必須用紙片與粗紗復合，以避免夾頭損壞（圖1）。

      這個過程非常費時，由于測試前必須待樹脂完全固化，需時24 h。24 h的推遲，在進貨檢驗中是令人煩惱的，對于生產控制試驗幾乎是不能接受的。

       另一種方法是對各根纖維即單纖維進行測試。這樣的單纖維測試，初看似乎更復雜，但用Favi-mat儀器，特別是用Textechno公司的Robot2或Airbot2系統的自動裝置，就很容易進行。用戶對Favinat進行單纖維測試和浸漬粗紗測試兩種方法比較后，決定采用單纖維測試。單纖維測試作為生產控制方法的主要優點是：實驗室收到生產樣品后幾分鐘內就可得到最重要的結果，從而能夠及時采取改正行動，例如在斷裂強度降低時可及時改正。此外，單纖維測試還提供粗紗內纖維性質分布的信息，這對于生產和粗紗應用中充分分析問題具有重要意義。

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