《大絲束碳纖維復(fù)絲拉伸性能試驗(yàn)方法》編制說明

《大絲束碳纖維復(fù)絲拉伸性能試驗(yàn)方法》

編制說明

一、工作簡況

1.任務(wù)來源

2023年10月26日，由西安康本材料有限公司申請團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)，

根據(jù)《中國國際科技促進(jìn)會標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》下

達(dá)2023年度團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)修訂項(xiàng)目計劃，經(jīng)中國國際科技促進(jìn)會標(biāo)準(zhǔn)化工

作委員會及相關(guān)專家技術(shù)審核通過，批準(zhǔn)《大絲束碳纖維復(fù)絲拉伸性

能試驗(yàn)方法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制定，項(xiàng)目計劃編號CI2023428。

2.牽頭起草單位、主要起草單位、參與起草單位

牽頭起草單位：西安康本材料有限公司；

參編單位：XXXXXX。

3.主要起草人：XXXXXX

二、制定標(biāo)準(zhǔn)的必要性和意義

1.必要性：雖然碳纖維束絲拉伸性能已有一系列的標(biāo)準(zhǔn)，但標(biāo)準(zhǔn)

中對一些內(nèi)容規(guī)定不是很清楚，如ASTMD4018和ISO10618規(guī)定了

通則絲束性能測試方法的通則即：絲束樣品用樹脂均勻浸膠，然后固

化為試驗(yàn)樣品，試驗(yàn)方法中的規(guī)定較為寬泛，不夠詳細(xì)和明確，也未

規(guī)定適用的復(fù)絲絲束的大小，而我國的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3362-2017較

國際標(biāo)準(zhǔn)在試驗(yàn)過程中的規(guī)定稍詳細(xì)些，但該標(biāo)準(zhǔn)僅適于1-24k碳纖

維樣品。隨著碳纖維的生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)的迅速發(fā)展，碳纖維的品種也

不斷增加，如高強(qiáng)型碳纖維從T-300發(fā)展到T-700，T-800、T-1000

和T-1100，高模型碳纖維從M40發(fā)展到MJ型，一束纖維的根數(shù)從過

去的1k和3k增加到6K，12K和24k、48k等，這些都給碳纖維的力

學(xué)性能測試帶來新的問題。而大絲束碳纖維是碳纖維低成本化的必然

趨勢，國際上大絲束碳纖維的性能已經(jīng)向低成本高性能發(fā)展，三菱大

絲束碳纖維TRH50強(qiáng)度達(dá)到5.5Gpa以上，西格里大絲束碳纖維C

T50-4.8/280模量達(dá)到280Gpa，國內(nèi)大絲束碳纖維雖然還處于起步階

段，但近幾年我國碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展日新月異，國內(nèi)很多廠家也在積

極開發(fā)大絲束產(chǎn)品，因此，盡快形成大絲束碳纖維復(fù)絲拉伸性能的方

法標(biāo)準(zhǔn)成為大絲束碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的重要一環(huán)。

2.意義：大絲束碳纖維在國內(nèi)外被稱為“黃金時代材料”，隨著大絲

束碳纖維生產(chǎn)和預(yù)浸料生產(chǎn)技術(shù)的突破，得到迅速發(fā)展，低成本大絲

束碳纖維的生產(chǎn)和應(yīng)用是發(fā)展低成本復(fù)合材料技術(shù)研究的重要內(nèi)容。

國內(nèi)對于大絲束碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)起步晚，與國際先進(jìn)的大絲束

碳纖維生產(chǎn)企業(yè)差距大，近幾年，上海石化和吉林石化等碳纖維生產(chǎn)

企業(yè)相繼開展了對大絲束碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的攻關(guān)，并取得了一定的成

效。建立大絲束的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)的測試標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫，而拉伸性能

指標(biāo)方法標(biāo)準(zhǔn)是制定產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的主要關(guān)鍵指標(biāo)，同時，對于碳纖維生

產(chǎn)企業(yè)或復(fù)材生產(chǎn)企業(yè)來說，大絲束碳纖維的強(qiáng)度、模量等技術(shù)指標(biāo)

也是主要考量的性能，直接關(guān)系到后面的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計，因此建

立科學(xué)、準(zhǔn)確體現(xiàn)大絲束碳纖維的復(fù)絲強(qiáng)伸性能的測試方法，是我國

大絲束碳纖維產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的需要。

三、主要工作過程

1.起草階段：本標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目于2023年10月初由西安康本材料有限公司牽

頭進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研工作，對大絲束碳纖維復(fù)絲拉伸性能測試試驗(yàn)方法的

參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行了調(diào)研。10月26日在全國團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)信息平臺立項(xiàng)公示后，

承擔(dān)單位成立標(biāo)準(zhǔn)編制組。12月15日組織標(biāo)準(zhǔn)編制啟動會，啟動會上，

匯總討論后，編制組確定標(biāo)準(zhǔn)中需要規(guī)定的主要技術(shù)內(nèi)容，并完成草

案。

2.征求意見階段：2024年1月至2024年3月在各參與單位的多次討論與

配合下，進(jìn)行稿件的研討修改，召開標(biāo)準(zhǔn)修訂工作會議，形成修訂稿，

2024年4月，完成標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿，對社會進(jìn)行征求意見，最終形成

送審稿。

3.審查階段：2024年5月，針對標(biāo)準(zhǔn)送審稿，邀請行業(yè)專家、參編單

位對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行審查，提出意見，修改后形成標(biāo)準(zhǔn)草案報批稿。

4.報批階段：2024年5月，中國國際科技促進(jìn)會標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會完

成團(tuán)標(biāo)報批工作。

5.發(fā)布階段：2024年6月，完成團(tuán)標(biāo)發(fā)布。

四、制定標(biāo)準(zhǔn)的原則和依據(jù)，與現(xiàn)行法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)

系

1.標(biāo)準(zhǔn)編制原則

本標(biāo)準(zhǔn)的編寫嚴(yán)格按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：

標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的要求進(jìn)行編寫，具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊?guī)范性，

符合國家標(biāo)準(zhǔn)編制要求。本標(biāo)準(zhǔn)具有科學(xué)性和實(shí)用性，符合我國國情，

盡量與現(xiàn)行有效的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)保持協(xié)調(diào)，對大絲

束碳纖維復(fù)絲拉伸性能試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)空白進(jìn)行有效的補(bǔ)充。

2.提出本標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)

本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)碳纖維復(fù)絲拉伸性能試驗(yàn)方法GB/T3362-2017編寫，

依據(jù)設(shè)計圖紙設(shè)計加工了浸漬制樣設(shè)備，通過查閱資料，選擇附錄

A.3.6膠液配方，完成制樣。選擇TORAY生產(chǎn)的T800-24000牌號24k纖

維、ZOLTEK生產(chǎn)的PX35牌號48k纖維和蘭州藍(lán)星生產(chǎn)的LX300牌號50k

作為樣品完成制樣和測試，數(shù)據(jù)結(jié)果基本接近廠家出廠數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)見

附表1，該方法可以很好的解決大絲束碳纖維的測試要求，因此，制

定《大絲束碳纖維復(fù)絲拉伸性能試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)，對于促進(jìn)我國大絲

束碳纖維行業(yè)的發(fā)展，滿足市場的需要等將產(chǎn)生極其重要的影響。

五、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

本標(biāo)準(zhǔn)擬將形成一個大絲束碳纖維復(fù)絲拉伸性能試驗(yàn)方法的標(biāo)

準(zhǔn)體系，為未來大絲束碳纖維生產(chǎn)及應(yīng)用相關(guān)行業(yè)發(fā)展提供測試標(biāo)準(zhǔn)

的數(shù)據(jù)支持，并為未來碳纖維國家標(biāo)準(zhǔn)的制定奠定基礎(chǔ)，更助力了“雙

碳達(dá)標(biāo)”的國家戰(zhàn)略目標(biāo)，正文部分共分十個部分，內(nèi)容包括本標(biāo)準(zhǔn)

的適用范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、原理、設(shè)備和試劑、試

樣、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)步驟、試驗(yàn)結(jié)果計算、試驗(yàn)報告。

六、重大意見分歧的處理依據(jù)和結(jié)果

無

七、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的措施建議

組織措施：西安康本材料有限公司等組織實(shí)施，具體在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測

試評估。

技術(shù)措施：由西安康本材料有限公司提供理論依據(jù)、技術(shù)支持、技術(shù)

實(shí)施。

附表1試樣測試結(jié)果

規(guī)格序號拉伸強(qiáng)度MPa彈性模量GPa斷裂伸長率%

159002972.0

24k

260202982.0

359402952.0

459402982.0

559602952.0

661102982.1

760802992.0

861002972.1

962302982.1

1060402962.0

1163102982.1

1261302992.1

1360003002.0

1458902952.0

1559302992.0

1661103012.0

1759402972.0

1861002992.0

1959002962.0

2059102982.0

138102411.7

237502421.8

338202401.8

437702381.8

537202411.7

638102371.8

736902351.7

48k837702381.7

937502351.8

1038302391.7

1137202411.8

1236902391.7

1338102381.8

1436502391.7

1536702401.7

1638002351.8

1737902411.8

1836602391.7

1936502401.7

2037102371.7

137202311.6

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