碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料耐候性能測試編制說明

《碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料耐候性能試驗(yàn)方法》（征求意見稿）編制說明《碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料耐候性能試驗(yàn)方法》編制組二〇二五年二月

《碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料耐候性能試驗(yàn)方法》（征求意見稿）團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制說明一、工作簡況任務(wù)來源本標(biāo)準(zhǔn)由山東科技大學(xué)提出，中國聯(lián)合國采購促進(jìn)會歸口。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料大氣暴露、濕熱、耐水性、耐水性加速、濕態(tài)極限彎曲強(qiáng)度、耐候性能六項(xiàng)老化性能試驗(yàn)的試驗(yàn)原理、試驗(yàn)設(shè)備，試樣、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)步驟。本標(biāo)準(zhǔn)適用于碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料大氣暴露、濕熱、耐水性、耐水性加速、濕態(tài)極限彎曲強(qiáng)度、耐候性能試驗(yàn)活動。本標(biāo)準(zhǔn)UNSPSC代碼為“13.10.16”，由3段組成。其中：第1段為大類，“13”表示“樹脂、松香、橡膠、泡沫、薄膜和彈性材料”，第2段為中類，“10”表示“橡膠和彈性體”，第3段為小類，“16”表示“加工橡膠和合成橡膠”。起草單位情況本標(biāo)準(zhǔn)起草單位包括：山東科技大學(xué)、泰能天然氣有限公司、山東智贏門窗科技有限公司、山東奧氫動力科技有限公司、中國海洋大學(xué)、葫蘆島新奧燃?xì)獍l(fā)展有限公司、青島新奧燃?xì)庥邢薰?、青島山科海洋環(huán)境工程有限公司。標(biāo)準(zhǔn)編制過程（1）成立標(biāo)準(zhǔn)起草組，技術(shù)調(diào)研和資料收集2024年11月26日—2024年12月29日，為保證制訂工作的順利開展、提高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量和可用性，由起草單位和相關(guān)技術(shù)專家共同組建了標(biāo)準(zhǔn)起草組，負(fù)責(zé)《碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料耐候性能試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)的編制。通過制訂工作方案，標(biāo)準(zhǔn)起草組進(jìn)一步明確了目標(biāo)要求、工作思路、人員分工和工作進(jìn)度等。標(biāo)準(zhǔn)起草組對相關(guān)指標(biāo)和要求進(jìn)行了調(diào)研，搜集了碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料耐候性能試驗(yàn)方法相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、文獻(xiàn)、成果案例等資料，著手標(biāo)準(zhǔn)制定。（2）確定標(biāo)準(zhǔn)框架，形成標(biāo)準(zhǔn)草案2024年12月30日—2025年1月15日，起草小組結(jié)合前期的調(diào)研和資料，多次召開內(nèi)部研討會，形成標(biāo)準(zhǔn)大綱，并邀請了專家和相關(guān)企業(yè)對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，對《碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料耐候性能試驗(yàn)方法》的標(biāo)準(zhǔn)編制工作重點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)制定依據(jù)和編制原則等形成了共識，同時完成標(biāo)準(zhǔn)草案稿的撰寫。（3）形成標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿，開展征求意見2025年1月16日—2025年2月20日，標(biāo)準(zhǔn)起草組對標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行修改完善，包括調(diào)整基本原則內(nèi)容、修改錯誤用詞和格式等，在反復(fù)討論和論證的基礎(chǔ)上，修改形成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿。二、標(biāo)準(zhǔn)制定的目的和意義1.統(tǒng)一試驗(yàn)方法：目前，不同機(jī)構(gòu)或企業(yè)在測試碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料耐候性能時可能采用不同的試驗(yàn)方法，導(dǎo)致測試結(jié)果缺乏可比性。制定團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)旨在為該材料耐候性能試驗(yàn)提供統(tǒng)一、規(guī)范的操作流程和技術(shù)要求，確保不同實(shí)驗(yàn)室、不同人員所得到的測試數(shù)據(jù)具有一致性和可靠性，使試驗(yàn)結(jié)果能在更廣泛范圍內(nèi)進(jìn)行有效對比和交流。2.指導(dǎo)材料研發(fā)與質(zhì)量控制：在材料研發(fā)階段，準(zhǔn)確評估耐候性能對優(yōu)化材料配方、改進(jìn)生產(chǎn)工藝至關(guān)重要。統(tǒng)一的試驗(yàn)方法能為研發(fā)人員提供可靠的測試手段，幫助他們更好地了解材料在不同環(huán)境因素下的性能變化，從而有針對性地調(diào)整材料組成和結(jié)構(gòu)，提高材料的耐候性能。在生產(chǎn)過程中，標(biāo)準(zhǔn)可作為質(zhì)量控制的依據(jù)，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性，降低因耐候性能不達(dá)標(biāo)而導(dǎo)致的產(chǎn)品失效風(fēng)險(xiǎn)。3.保障產(chǎn)品使用安全與壽命：碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、建筑等領(lǐng)域，這些領(lǐng)域的產(chǎn)品往往在復(fù)雜的自然環(huán)境下長期使用。通過規(guī)范的耐候性能試驗(yàn)方法，可以準(zhǔn)確預(yù)測材料在實(shí)際使用環(huán)境中的性能變化，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持，有助于合理設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和使用壽命，保障產(chǎn)品在使用過程中的安全性和可靠性。。三、標(biāo)準(zhǔn)編制原則本標(biāo)準(zhǔn)在編制的過程中遵循“先進(jìn)性、科學(xué)性、可操作性”的原則，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》的規(guī)定起草。四、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容編制說明1、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料大氣暴露、濕熱、耐水性、耐水性加速、濕態(tài)極限彎曲強(qiáng)度、耐候性能六項(xiàng)老化性能試驗(yàn)的試驗(yàn)原理、試驗(yàn)設(shè)備，試樣、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)步驟。本標(biāo)準(zhǔn)適用于碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料大氣暴露、濕熱、耐水性、耐水性加速、濕態(tài)極限彎曲強(qiáng)度、耐候性能試驗(yàn)活動。2、規(guī)范性引用文件引用GB/T1446《纖維增強(qiáng)塑料性能試驗(yàn)方法總則》，為各項(xiàng)試驗(yàn)中的試樣制備、性能測試等提供通用的方法準(zhǔn)則，確保不同試驗(yàn)在基礎(chǔ)操作層面的一致性和規(guī)范性。3、術(shù)語和定義明確“自然氣候老化”“濕態(tài)極限彎曲強(qiáng)度”等術(shù)語定義?！白匀粴夂蚶匣倍x清晰界定了材料在自然環(huán)境中暴露的方式和條件，有助于準(zhǔn)確理解大氣暴露試驗(yàn)所模擬的實(shí)際環(huán)境老化過程；“濕態(tài)極限彎曲強(qiáng)度”定義為濕態(tài)極限彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)的開展提供了明確的目標(biāo)和判定依據(jù)，使試驗(yàn)人員能準(zhǔn)確把握測試要點(diǎn)，避免因概念模糊產(chǎn)生理解偏差。4、大氣暴露試驗(yàn)詳細(xì)闡述試驗(yàn)原理，通過暴露件在自然日光下暴露后性能變化來評價材料自然氣候老化性能，明確了試驗(yàn)的核心目的。對試驗(yàn)設(shè)備的要求全面且細(xì)致，如實(shí)驗(yàn)架材質(zhì)、結(jié)構(gòu)及安裝要求，各類輻射測量儀器的精度和校準(zhǔn)要求等，確保試驗(yàn)設(shè)備能夠滿足準(zhǔn)確模擬自然環(huán)境和測量相關(guān)參數(shù)的需求。規(guī)定了暴露件的類型、取樣和分組原則、尺寸確定依據(jù)，以及暴露前準(zhǔn)備、試驗(yàn)過程中的檢查和保養(yǎng)、暴露后性能測試等一系列操作步驟，保障試驗(yàn)操作的規(guī)范性和試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。5、濕熱試驗(yàn)原理基于試樣在濕熱條件下性能變化進(jìn)行測試，為試驗(yàn)開展提供理論基礎(chǔ)。對試驗(yàn)箱的溫濕度控制、空氣流速、冷凝水處理等參數(shù)做出嚴(yán)格規(guī)定，營造穩(wěn)定且符合要求的濕熱試驗(yàn)環(huán)境。試樣的選取、分組、編號等要求確保試驗(yàn)樣本的代表性和可追溯性。給出恒定濕熱和交變濕熱兩種試驗(yàn)條件及對應(yīng)的周期設(shè)置，同時明確試驗(yàn)步驟中試樣的放置、試驗(yàn)周期選擇、試驗(yàn)后性能測試方法，保證試驗(yàn)的可操作性和結(jié)果的可靠性。6、耐水性試驗(yàn)試驗(yàn)原理圍繞浸泡件在水介質(zhì)中浸泡后的性能變化展開。試驗(yàn)設(shè)備采用恒溫水浴或其他適宜裝置，滿足不同試驗(yàn)需求。對浸泡件（試樣、試樣板、實(shí)物）的相關(guān)要求明確，包括尺寸確定、取樣分組等。針對試樣、試樣板和實(shí)物分別規(guī)定了不同的浸泡條件，如水溫、浸泡周期、固定方式等，確保試驗(yàn)?zāi)苋婺M材料在不同實(shí)際使用場景下的耐水情況。詳細(xì)說明了從初始性能測試、浸泡件放置到取樣測試的整個流程，規(guī)范試驗(yàn)操作。7、耐水性加速試驗(yàn)在原理上與耐水性試驗(yàn)類似，但通過提高水溫等方式加速試驗(yàn)進(jìn)程。對試驗(yàn)設(shè)備、試樣的要求與耐水性試驗(yàn)有一定關(guān)聯(lián)和延續(xù)性，同時根據(jù)加速試驗(yàn)的特點(diǎn)調(diào)整了試驗(yàn)條件，如水溫、浸泡周期等，使試驗(yàn)?zāi)茉谳^短時間內(nèi)獲得材料耐水性能的快速評估結(jié)果。試驗(yàn)步驟同樣涵蓋初始性能測試、試樣放置和取樣測試，確保試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。8、濕態(tài)極限彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)試驗(yàn)原理基于在規(guī)定水介質(zhì)條件下對試樣施加載荷測試彎曲性能變化。使用萬能材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測試，明確試驗(yàn)設(shè)備。對試樣的制備、狀態(tài)調(diào)節(jié)、分組等要求嚴(yán)格，保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。規(guī)定了實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件、試驗(yàn)溫度控制等試驗(yàn)條件，以及從測試前準(zhǔn)備（試樣外觀檢查、尺寸測量等）到放置試樣、按規(guī)定加載速度測試并記錄數(shù)據(jù)的詳細(xì)試驗(yàn)步驟，確保試驗(yàn)操作的規(guī)范性和結(jié)果的準(zhǔn)確性。9、耐候性能試驗(yàn)原理是通過天然曝曬或人工加速老化試驗(yàn)后測定試樣性能變化并評級。試驗(yàn)設(shè)備涉及氙弧燈老化設(shè)備、熱老化箱、濕熱老化箱、鹽霧試驗(yàn)箱等多種，模擬不同的老化環(huán)境因素。試樣制備需滿足特定要求，確保能準(zhǔn)確反映材料性能變化。詳細(xì)規(guī)定了各類老化試驗(yàn)的條件，如氙弧燈老化的溫度、濕度，熱老化的溫度范圍，濕熱老化的溫濕度和時間，鹽霧試驗(yàn)的溫度、鹽霧沉降量和pH值等。試驗(yàn)步驟包括測試前準(zhǔn)備（參數(shù)設(shè)置）、試樣放置和定期取樣測試，通過多種測量儀器對涂層表面的光澤度、顏色、粉化程度、裂縫、氣泡以及金屬底材銹蝕情況進(jìn)行評級，全面評估材料的耐候性能。10、試驗(yàn)報(bào)告明確試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包含的內(nèi)容，如文件編號、材料信息、試樣情況、試驗(yàn)設(shè)備及條件、試驗(yàn)結(jié)果等，確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的完整性和可追溯性，方便后續(xù)對試驗(yàn)結(jié)果的分析和研究。五、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)起草過程中無重大分歧。六、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的措施建議標(biāo)準(zhǔn)只有通過實(shí)施才能起作用，如果不能實(shí)施，再好的標(biāo)準(zhǔn)也是“一紙空文”，更無法體現(xiàn)它的作用。貫徹實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)要做好宣傳教育工作、有良好的實(shí)施方法和檢查監(jiān)督機(jī)制。具體來說：（1）加