聚丙烯腈碳纤维性能表征规范

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1、聚丙烯腈碳纤维性能表征规范聚丙烯腈碳纤维的性能主要有力学性能、热物理性能和电学性能。对于碳纤维材料来说，拉伸力学性能，包括拉伸强度、拉伸模量以及断裂伸长率是其主要力学性能指标。由于纤维材料本身的特点，很难对其压缩力学性能进行有效的表征，因此基本不考虑纤维本身的压缩性能。碳纤维的热物理性能包括热容、导热系数、线膨胀系数等，也是材料应用的重要指标。电性能主要为体积电阻率以及电磁屏蔽方面的性能。对于碳纤维的拉伸力学性能测试，各国都已经基本形成了相应的测试标准系列，这些标准系列同时包括了在力学性能测试时需要的线密度、体密度、上浆量等相关的测试。对于热物理性能，相关的测试标准较少。

2、5.5.1碳纤维性能测试标准日本从1986年开始发布了其碳纤维力学性能测试标准，有关标准见表5.30，其中JISR7601-1986《碳纤维试验方法》涵盖了碳纤维单丝、束丝的拉伸力学性能测试方法外，还包括以及密度、上浆剂含量、线密度等测试方法及规范。JISR7601-2006《碳纤维试验方法（修正1）》是在国际对石棉制品应用规定严格的条件下，将JISR7601-1986中拉伸性能测试中夹持用垫片的石棉材料进行了删除。相比于JISR7601-1986，JISR7608-2007《碳纤维-树脂浸渍丝拉伸性能测试方法》被广泛地用于碳纤维力学性能的测试，其可操作性和规范性也更强。

3、表5.30日本碳纤维测试标准序号标准号标准名称1JISR7601-1986碳纤维试验方法2JISR7602-1995碳纤维织物试验方法3JISR7603-1999碳纤维-密度的试验方法4JISR7604-1999碳纤维-上浆剂附着率的试验方法5JISR7605-1999碳纤维-线密度的试验方法6JISR7606-2000碳纤维单纤维拉伸性能试验方法7JISR7607-2000碳纤维单纤维直径及断面面积试验方法8JISR7608-2007碳纤维-树脂浸渍丝拉伸性能测试方法9JISR7609-2007碳纤维体积电阻率测试方法10JISR7601-2006碳纤维试验方法（修正1

4、）日本东丽公司作为世界聚丙烯腈基碳纤维生产能力和水平最高的企业，也有自己的碳纤维力学性能测试内部规范，测试规范号和名称为TY-030B-01《碳纤维拉伸强度、拉伸弹性模量和断裂延伸率测试方法》。美国与碳纤维性能测试密切相关的标准为ASTMD4018-2011《连续碳纤维和石墨纤维束性能的测试方法》，其他线密度、密度等沿用纺织纤维、碳黑、塑料等标准进行（表5.31）。欧洲也针对碳纤维特点制定了相关性能测试方法的标准（表5.32）。表5.31美国碳纤维性能测试相关标准序号标准号中文标准名称1ASTMD4018-2011连续碳纤维和石墨纤维束性能的测试方法2ASTMD1505-

5、2010采用密度梯度法测试塑料密度的测试方法3ASTMD1577-2007纺织纤维线密度的测试方法4ASTMD7633-2013炭黑碳含量的测试方法5ASTMD482-2007石油产品灰分的测试方法6ASTMD2257-1998纺织品中可萃取物的测试方法7ASTMD4102-1982碳纤维的耐热氧化性的试验方法表5.32碳纤维性能测试欧洲标准序号标准号中文标准名称1ISO10618-2004碳纤维.树脂浸渍纱线拉伸特性测定2ISO10548-2003碳纤维.尺寸的测定3ISO10119-1992碳纤维.密度测定4ISO10120-1991碳纤维.线性密度的测定5ISO10

6、548-2003碳纤维.胶料含量的测定6ISO11567-1996碳纤维.长丝直经和横截面积的测定7ISO11566-1996碳纤维.单丝样品抗拉性能的测定8ISO13002-2-1999碳纤维长丝纱.试验方法和通用规范我国的碳纤维力学性能测试标准主要参考日本和美国的标准进行制定，在一些细节和可操作性方面需要进一步提高。随着我国碳纤维研究和生产水平的提高，我国碳纤维性能测试也逐渐形成了标准体系（表5.33）。目前我国碳纤维性能测试标准存在两个体系，一个是以GB/T3362为核心的碳纤维复丝拉伸性能试验方法，基本满足了我国常规碳纤维力学性能的测试，但存在标准在一些方面还需要

7、进一步改进，该标准同时规范了包括线密度、体密度、上浆剂含量的测试方法。另一个是以GB/T26749为核心的碳纤维性能测试标准，在性能测试方面有了较完整的标准体系。表5.33我国碳纤维性能相关测试标准序号标准号标准名称1GB/T3362-1982碳纤维复丝拉伸性能试验方法2GB/T3362-2005碳纤维复丝拉伸性能试验方法3GB/T3364-2008碳纤维直径和根数试验方法4GB/T3366-1996碳纤维增强塑料纤维体积含量试验方法5GB/T3855-2005碳纤维增强塑料树脂含量试验方法6GB/T26749-2011碳纤维