GB T 20310-2006 玻璃纤维无捻粗纱.浸胶纱试样的制作和拉伸强度的测定.pdf

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1、ICS 59. 100. 10 Q 36 GB 中华人民共和国国家标准GB/T 20310-2006/ISO 9163 :2005CE) 玻璃纤维无捻粗纱浸胶纱试样的制作和拉伸强度的测定Textile glass -Rovings-Manufacture of test specimens and determination of tensile strength of impregnated rovings CISO 9163 :2005CE) ,IDT) 2006-07-19发布中华人民共和国国家质量监督检验检痊总局中国国家标准化管理委员会2006-12-01实施发布GB/T 20310-

2、2006/ISO 9163:2005(E) 目。昌本标准等同采用ISO9163 :2005(E)(玻璃纤维无捻粗纱浸胶纱试样的制作和拉伸强度的测定(英文版)。本标准等同翻译ISO9163:2005(E)。为便于使用，进行了编辑性修改，主要有:a) 用小数点飞代替作为小数点的b) 计量单位巴改为兆帕气; c) 删除了6.2.3条和7.2.3条中解释计量单位泊和帕秒之间关系的脚注;d) 9.2条的脚注改为条文的注;e) 删除了参考文献附录。请注意本标准的某些内容有可能涉及专利。本标准的发布机构不应承担识别这些专利的责任。本标准附录A为资料性附录。本标准由中国建筑材料工业协会提出。本标准由全国玻璃纤

3、维标准化技术委员会(SAC/TC245)归口。本标准起草单位:中材料技股份有限公司。本标准主要起草人:陈建明、王玉梅、陈彤、季鹏、王程。I GB/T 20310-2006/ISO 9163:2005(E) 玻璃纤维无捻粗纱浸胶纱试样的制作和拉伸强度的测定1 范围本标准规定了浸胶无抢、粗纱拉伸断裂强度的两种测定方法。标准方法:试样带有模塑环氧树脂加强片;简易方法:试样不带有加强片，或带有简单的纸板加强片或复合材料加强片。这两种方法适用于合股无捻粗纱和直接无捻粗纱;标准方法适用于各种线密度，而简易方法仅适用于线密度为1200 tex的无捻粗纱，该线密度的无捻粗纱易制成扁平状的试条。2 规范性引用文

4、件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 2828. 1 计数抽样检验程序第1部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划CGB/T 2828.1一2003，ISO2859-1: 1999 , IDT) GB/T 2918 塑料试样状态调节和试验的标准环境CGB/T2918-1998 , idt ISO 291 :1 997) GB/T 7690.1 增强材料纱线试验

5、方法第1部分:线密度的测定CGB/T 7690. 1-2001 , idt ISO 1889: 1997) GB/T 9914.2 增强制品试验方法第2部分:玻璃纤维可燃物含量的测定(GB/T9914. 2-2001 ,eqv ISO 1887:1995) ISO 472塑料术语ISO 1172 玻璃纤维增强塑料一预浸料、模塑料和层合制品玻璃纤维和矿物填料含量的测定锻烧法ISO 3951-1 计量抽样检验程序第1部分:单一质量特征和单-AQL的按接收质量限(AQL)检索的逐批检验的一次抽样计划IS0 7822 玻璃纤维增强塑料一空隙率的测定灼烧损失、机械粉碎和统计计数法3 术语和定义ISO 4

6、72确立的以及下列术语和定义适合于本标准。3. 1 断裂强力breaking force 在拉伸试验中，拉伸试样至断裂所施加的力或载荷，单位通常为牛顿(N)。3.2 有效长度gauge length 引伸计的钳口之间的标称长度(以毫米表示)，用来作为拉伸载荷作用下长度增量的基准。GB/T 20310-2006/ISO 9163: 2005 (E) 3. 3 相对伸长relative elongation 由施加拉力引起的引伸计钳口增加的长度(以毫米表示)与引伸计有效长度(以毫米表示)的比值。3.4 断裂强度breaking stress 断裂强力(以牛顿表示)与无捻粗纱的横截面积(以平方毫米表

7、示)的比值，单位为兆帕斯卡(MPa)。3.5 载荷应力loading stress 试验过程中作用于试样的拉伸强力(以值，单位为兆帕斯卡(MPa)。3. 7 横截面积cross-sectio 式中:l一一一不含浸润pg一-无捻粗纱4 原理通过使用适当的机5 抽样和调湿6 试样制备一一标准方法6.1 仪器试验室通用仪器以及下列装置:6.1.1 浸胶装置浸胶装置(见图1)，包括以下部分:6. 1. 1. 1 纱架. ( 1 ) 装有张力调节系统，通过调节张力棍的位置(见图2)，使元捻粗纱的张力控制在o.2 N20 N之间，以获得良好的浸胶质量。生!、架和导入孔之间有张力测量设备。2 GB/ T 2

8、0310-2006/ ISO 9163:2005 (E) l一一纱架;2一张力调节系统;3一一元捻粗纱;4一一浸胶槽;5一一钢模;6一一卷绕系统;7一一成型器。6. 1. 1. 2 浸胶槽浸胶槽带有导脂系统)。推荐使用夹层116. 1. 1. 3 不锈钢模不锈钢模用来钢模应安装在一钢模的直径取决式中:2 二Qb / m一-基体的密度，单也g一二无捻粗纱的玻璃密p，一一不含浸润剂的无抢、刷地密度，G一一复合材料中玻璃纤维的质注:只要能得到充分的浸渍，任何与以上图示1中规定的钢模直径。表1给出了适用于不同无捻粗纱线密度的钢模典型参数。玻璃纤维的质量含量按ISO1172的规定测定，应为(75士的%。

9、5 6 表1适用于不同无捻粗纱线密度的钢模典型参数PI / tex 800 1 200 1 600 2400 d/mm 0. 8 l. 1 l. 15 1. 4 h/mm 1 1. 3 1. 5 2 a-h和d的含义见图2。单位为米4 800 2 3 3 GB/T 20310-2006/ISO 9163:2005(E) 单位为毫米6 4一一一一飞P/ A 4 5 3 200 200 A 6 8 9 10 1一一导入孔;2一一元捻粗纱;3一一树脂高度;4一一张力辘(光滑); 5一张力辘(凹槽); 6一-导出张力辘$7一一钢模;8一一钢模的支撑59一浸胶槽p10-钢模的回转轴，归。固2漫肢槽和铜模

10、6. 1. 1.4 带成型器的装置带成型器的装置(机械或手动)，用于卷绕浸胶元捻粗纱，应确保z一能保持无捻粗纱的张力;4 GB/T 20310-2006/ISO 9163: 2005 (E) 浸股原丝束之间处于相互分离状态。卷绕速度应尽量恒定。6.2 试样的制备6.2. 1 形状与尺寸每个试样应由浸胶无捻粗纱及其两端的模塑加强片构成，其尺寸由图3给出。加强片的一种制作方法见6.3。55 110 300 圄3试样6.2.2 数量单位为毫米o 对抽取的每个卷装(见第5条)，应至少制备20个试样以获得至少10个有效数据(5个测定断裂强度，5个测定拉伸模量)。若要进行统计，可能需要测试更多的试样。6.

11、2.3 漫肢程序按图1所示安装浸胶装置(6.1.1)。根据无捻粗纱的卷装形式和退绕方式的不同，设备应进行适当的调整，以确保za) 料槽前的张力调节系统和导纱装置不损伤无捻粗纱;b) 浸胶系统和料槽通道应保证无捻粗纱浸渍良好。可按照ISO7822的规定测定浸胶无捻粗纱的空隙率，以检验其品质。本标准要求空隙率应小于2%。如果空隙率偏高，可通过调节张力和或钢模的直径来满足要求。浸胶程序如下:把卷装放置在纱架上进行退解，先弃掉至少卷装外面的头三层。根据被浸渍的无捻粗纱线密度安装相应的钢模(见图2)。配置满足以下要求的浸胶系统(聚醋或环氧树脂): 一一)浸胶温度下的粘度低于0.4Pa .的树脂的适用期应

12、超过卷绕操作时间的两倍;一一最小断裂伸长率为5%。在料槽内加入浸胶树脂(见图2)并持续测量树脂温度，当树脂温度达到料槽的温度时，开始浸横无捻粗纱。调节退绕张力，使其保持在3mN/tex左右。成型器(见图的的旋转速度约2r/min，并尽量保持稳定。卷绕在成型器上的纱线圈数应至少是制备试样所需的两倍。绕取足够的纱线后将其切断，然后把断头粘在成型器上。继续旋转成型器约10min，以防止树脂沿着无捻粗纱流动。5 GB/T 20310-2006/ISO 9163 : 2005 (E) 1一一成型器;2一一硅胶棒，5将成型器垂直放从烘箱中取出成型从成型器的两面各取l对制取的浸胶无捻粗纱GB/ T 2918

13、规定的环境中。单位为毫米测定玻璃纤维含量。按照GB/T7690.1的规定测定卷装上未浸胶元捻粗纱的线密度。如不能完全按照GB/T76 90. 1 的规定进行，可取5个长度各为1m的试样，按GB/T99 14. 2的规定，通过称取试样灼烧前后的质量来测定线密度。试样的加强片按下列步骤进行制作。6.3 加强片的模塑成型6. 3. 1 模具的制作6. 3. 1. 1 装置装置(见图5)的组成:6 G/ T 20310-2006/ ISO 9163:2005 (E) 一只制模盒;-一块平板玻璃，尺寸400mm X 400 mm X 5 mm; 一一-块硬质透明塑料板;一一-一块柔软透明塑料片;一-一个

14、铝制模板(见图的。6. 3. 1. 2 程序程序(见图5)如下:1一一1kg重的砖码;2 模板;3 硬质透明塑料板;4 玻璃板;5 柔性透明塑料片;6一一定位销。图5制模一一模具是由能够在室温下固化且收缩率小的树脂挠铸而成(如硅橡胶)。进行浇铸前，先在制模盒中固定好两块模板。然后，按照下列要求操作:单位为毫米7 GB/T 20310-2006/ISO 9163:2005CE) 在加入催化剂前后充分搅拌树脂以混合均匀。一一将树脂倒入制模盒，注意使树脂均匀分布在整个平面上。一一待树脂气泡消失后，在模具上铺上柔软透明塑料片，小心地从中心向边缘推挤出塑料片下面残留的气泡。在柔软透明塑料片上铺放硬质透明

15、塑料板，再放上玻璃板，最后均匀放置5个1kg重的硅码。一一-根据树脂制造商的说明，使树脂在室温下固化。一一从制模盒中取出树脂块，用锋利的工具(如剃刀片)修去多余的树脂。一一取出模板。在模具上切一条狭缝以便放入浸胶元捻粗纱。i主-EJ= I 60 a) 开孔用模板60 110 b) 端头加强片模板(d值见表1)圄6制模模板6.3.2 加强片的浇铸6.3.2.1 装置的构成装置(见图7)的构成:一一一个三脚支撑的平台;一一-两块玻璃板;一一台水平仪;一个从浸胶无捻粗纱中切取试样的模板(见图8);一一一个烘箱，温度可程序控制，控温范围为200C1900C，并能自动关闭电源。6.3.2.2 程序8 按

16、照下列操作:从漫胶无捻粗纱中挑选没有缺陷的试样，在模板上切至适当的长度。将试样放入模具中(见6.3.1)。将三脚平台放入烘箱，用水平仪校正，调至水平。将模具放在玻璃板上，再将玻璃板放在三脚平台上。打开烘箱，设定固化温度，经过至少15min后再将树脂倒入模具内。使用的环氧树脂系统具有以下特性:1) 粘接力强;2) 拉伸断裂强度高，即:断裂伸长率大于15%; 断裂强度大于30MPa; 正切弹性模量大于2000 MPa; 在浸胶无捻粗纱的固化周期内，该树脂应能充分固化。单位为毫米GB/T 20310-2006/IS09163:2005(E) 把树脂倒入模具并使其稍稍过量，即可以清楚地看到树脂的凸液面

17、高于模具上沿(见图的。对树脂进行固化使其具有一定的硬度，但不要完全固化，使得后续操作方便、模具使用时间缩短。从模具中取出试样，用刀片修去加强片和浸胶无捻粗纱上的树脂毛刺和溢料(见图10)。应注意操作中不要损伤浸胶无捻粗纱。将试样放在另一块玻璃板上，用柔软塑料片保护起来。使树脂固化完全。在加强片上打孔(见图3)。单位为毫米2 4 5 6 7 。咱8 9 400 l一一模具;2 垫块(等高); 3 玻璃板;4一一金属块55一一三脚平台;6一一硬质底板;7一一无浸胶无捻粗纱的模板;8一开孔;9一一放浸胶元捻粗纱的狭缝。固7加强片的制作9 GB/T 20310-2006/180 9163:2005 (

18、E) 10 10 2| 卡寸lf1 树脂;2一一模具。l 刀片;2 加强片;3一一浸胶元捻粗纱;4一一待除毛刺和溢料。3 1一_F4 图10去除加强片上的毛刺和溢料单位为毫米干气广7 试样制备一一简易方法7.1 仪器试验室通用仪器以及下列装置。九1.1浸胶装置浸胶装置(见图11)包括以下部分:能使树脂系统维F推荐使用夹层间能:7. 1.1. 3 不锈钢模不锈钢模的直径l.1 mm(坦不锈钢模安装在一个可调支架上。GB/ T 20310-2006/ ISO 9163 :2005 (E) 单位为毫米7 玻璃纤维的质量含量应为(70土5)%，按ISO1172的规定进行测定。7. 1. 1.4 浸胶无

19、捻粗纱卷绕装置机械或手动的浸胶无捻粗纱卷绕装置，应确保:一能保持无捻粗纱的张力;浸胶原丝束之间相互分离;卷绕速度应尽可能恒定。11 GB/T 20310-2006/180 9163:2005(E) 7.2 试样的制备7.2. 1 形状与尺寸试样为不带模塑加强片或带简易加强片的浸胶无捻粗纱。试样的自由长度为150mm 不带加强片的试样全长为370mm，带复合材料加强片的试样全长为300mm，带纸板加强片的试样全长为260mm。简易加强片的制作方法见7.3 0 7.2.2 数量对抽取的每个卷装(见第5章)，应制备至少20个试样以获得至少10个有效测量值(5个用于测定断裂强度，5个用于测定拉伸模量)

20、。若要进行统计，可能需要测试更多的试样。7.2.3 漫股程序按图11所示安装浸胶装置(7.1.1)，并确保:a) 料槽前的张力调节系统和导纱装置不损伤无捻粗纱;b) 浸胶系统和料槽通道应保证无捻粗纱浸渍良好。按照ISO7822的规定测定浸胶元捻粗纱的空隙率，以检验其品质。本标准要求空隙率应小于2%。如果空隙率偏高，可通过调节张力或钢模的直径来满足要求。漫胶程序如下:把卷装放在地上进行退解，首先应至少弃掉头三层无捻粗纱。然后，使无捻粗纱经由浸胶槽后系在卷绕架上。按树脂生产商的说明配置聚醋或环氧树脂浸股系统，使其在浸胶温度下的粘度低于0.4Pa s。在料槽内加入漫胶树脂并持续测量树脂温度，当树脂温

21、度达到料槽的温度时开始浸渍无捻粗纱。调节张力系统，使退绕张力控制在1.6N左右。卷绕速度约4r/min，并尽量保持恒定。旋转成型器约10min，防止树脂沿着无捻粗纱流动。绕取的总圈数为:试样所需的圈数，加上浸胶质量检验用6圈和玻璃含量测定用2圈。剪断元抢、粗纱并把断头粘在成型器上。把成型器垂直放入烘箱中固化，烘箱温度的设定应确保树脂固化，例如:聚醋系统:800C下2h十1200C下4h; 环氧系统:1000C下2h十1400C下4h。取出成型器，去掉浸胶无捻粗纱最初和最末的三圈，制备至少20个试样。剩余部分用于测定玻璃含量，测试方法采用ISO1172的烧失量法。标记浸胶元捻粗纱并保存在纸箱中，

22、注意避光、防潮和防震。尽可能地将纸箱放在GB/T2918规定的环境中。按照GB/T7690. 1的规定测定卷装上未漫胶无捻粗纱的线密度。若要使用加强片，按7.3制作。7.3 制作加强片7.3.1 模饭制作模板为钢板，带有四个垫柱，两端有翻边，翻边上开有槽口(见图12)。12 1放置浸胶无捻粗纱的槽口32 纸板或复合材料条的位置;3 凸缘;4 垫柱;5一一尺寸取决于试样的数量;6十一纸板或复合材料的厚度;7一一凹槽底的高度。7.3.2 程序5 圄12加强片模板GB/T 20310-2006/ISO 91曰:2005CE)单位为毫米3 4 一7制备适量的粘结剂(纸板用环氧系统，复合材料用聚醋系统)

23、。在模板的每一边(沿着有凹槽的翻边)铺上一条加强片材料条(纸板宽50mm，复合材料宽75mm) , 在加强片的表面涂上粘结剂。将7.2.3中制作的试样放在加强片材料条上。为了改善粘结性，必要时可先用砂纸将浸胶纱轻轻打磨一下。在材料条上再铺上一层材料条，然后用金属板压紧。将模板加强片试样金属板放入烘箱进行固化(温度和时间按粘结剂制造商的说明)。小心裁剪材料条形成带加强片的试样，注意不要损伤浸胶纱。为简便起见，由短切原丝毡制作的加强片，可以在凝胶后用剪刀裁剪。13 GB/ T 20310-2006/ ISO 91曰:2005(E)8 拉伸试验8.1 仪器8. 1.1 拉伸试验机等速伸长型(CRE)

24、拉伸试验机，应满足一下要求:一一配有能指示或记录拉伸负荷的装置;一-在所选量程的20%80%之间操作;所选量程内的指示精度应在:!:1%以内。8.1.2 夹具对于带加强片的试样:一一夹具带有销钉以便能使、一夹具钳口的宽度应超书保证在整个试样宽对于不带加强片的试为了避免手动锁紧官。l o 叫M平整并相互平行，应单位为毫米1-一横截面为正方形(10mm X 10 mm)、肖氏A级硬度92的聚氨酶棒，用环氧树脂粘结(示例适用于1200 tex元捻粗纱和一种特定的引伸计。实际尺寸取决于所用设备)。图13适用于不带加强片的1200 tex试样夹具示例14 GB/T 20310-2006/ISO 9163

25、:2005(E) 8. 1.3 号|伸计引伸计为带有可连续记录伸长量的装置。引伸计应附着在试样上不产生滑动，且不损伤试样。引伸计应足够轻，使其在试样上产生的附加应力可以忽略不计。移动部件的惯性应足够低，使其不会对强力伸长曲线产生影响。建议引伸计的有效长度为50mm。8. 2 程序8.2.1 操作试样在GB/T2918规定的一种环境中调湿16h。然后在相同环境下进行试验，操作如下:设定拉伸速度:一一一标准方法为5mm/ min; 简易方法为10mm/ min 把试样放入夹具中，如果、达到断裂强力的2/8.2.2 记录断裂开盘测试后，记录正常断裂(C.B纤维破裂(F.R! ): 脱胶(D):在断为

26、止。9 结果表示9. 1 通则进行下列计算时，假定断简化。9.2 断裂强度断裂强度r由以下公式给出，单位为兆帕(MP。个有效测量值=旦兰旦旦. . . . ( 3 ) 10-;l 式中:F, 断裂强力，单位为牛顿(N); pg一一无捻粗纱玻璃的密度，单位为克每立方厘米(g/cm3);一无捻粗纱的线密度，单位为特克斯(tex)。注:以下给出的是内的参考值，为了避免误用，建议向有关方面核实后使用。-一国外元捻粗纱产品:E玻璃2.61，巳CR玻璃2.71，R玻璃2.55，S玻璃2.49;15 GB/T 20310-2006/IS09163:2005(E) 一一中国元捻粗纱产品，C玻璃2.51，E玻璃

27、2.54，S，玻璃2.54，S.玻璃2.5309.3 拉伸弹性模量拉伸弹性模量E由以下公式给出，单位为兆帕斯卡(MPa)。E = F Xopg x!: 一一-，一X .( 4 ) 10-1 t:.L 式中zF一一测量的对应于今L的力，单位为牛顿(N); Lo -引伸计的有效长度，单位为毫米(mm);t:.L -力F下的伸长，单位为毫米(mm);pg和Pl见9.2的定义。10 试验报告试验报告应包括以下内容:a) 说明按本标准进行测试，并指明所用的方法(标准方法或简易方法)，以及精密度(见附录A);b) 被测无捻粗纱的详细情况;c) 使用的浸胶系统;d) 元捻粗纱的线密度(以及标准偏差he) 计

28、算时采用的玻璃密度;f) 浸胶元捻粗纱中的玻璃质量百分比(以及标准偏差hg) 断裂强度(以及标准偏差); h) 玻璃纤维的拉伸弹性模量(以及标准偏差); i) 各试样的断裂形式;j) 被测试样的数量;k) 无捻粗纱的浸胶日期和试验日期;1) 本标准中未提及的任何操作细节，以及可能影响试验结果的任何因素。16 附录A(资料性附录)精密度陈述GB/T 20310-2006/ISO 9163:2005(E) 为了确定方法的精密度，三个独立实验室做了一些重复性和再现性的试验。以下观测结果需要提请注意。10个测试单值仍可能有显著的变异，因此采用至少10个测试值的平均值是必要的。当考察数据的正态分布时，分

29、布常偏向低的值，而且还可以看到非常平的分布。均值士4%士10%的范围都可被观测到。所有情况下得到的均值都具有可比性。最大的容许范围是均值的:l:10%。增强纤维的直径对于用本方法得到的拉伸强度有显著的影响。各种浸润剂和各种纤维直径的组合在正方向和负方向上都影响结果。当缺少一个必要直径的钢模时，应注意:钢模直径虽影响结果的分布，但至少在使用一个可接受的钢模直径时，不影响均值。一个宽一点的钢模比一个窄的要好。使用复合材料加强片(见7.3)，所得结果在统计上比没有加强片的试样所得结果高。夹具中使用砂纸后所得结果与复合材料加强片所得的结果相差不大。在比较材料时，所有的材料应该使用相同的方法。17 中华人民共和国国家标准玻璃纤维无捻粗钞漫胶纱试样的制作和拉伸强度的测定GB/T 20310-2006/1S0 9163:2005(E) 晤中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045 网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 开本880X 1230 1/16 印张1.5字数34千字2006年11月第-版2006年11月第次印刷* 书号:155066 1-28276 定价14.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533/由、国)mOONHSZS同OON|OFgNH筒。