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[PDF] GB/T 44308-2024 - 英文版

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GB/T 44308-2024	英文版	239	GB/T 44308-2024	[PDF]天数 >=3	碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料组分含量和孔隙含量的测定	有效

基本信息
标准编号	GB/T 44308-2024 (GB/T44308-2024)
中文名称	碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料组分含量和孔隙含量的测定
英文名称	Determination of constituent content and void content of carbon fiber and glass fiber hybrid reinforced plastics
行业	国家标准 (推荐)
中标分类	Q53
字数估计	12,137
发布日期	2024-08-23
实施日期	2024-08-23
发布机构	国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会

GB/T 44308-2024 Determination of constituent content and void content of carbon fiber and glass fiber hybrid reinforced plastics 碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料组分含量和孔隙含量的测定 Determination of constituent content and void content of carbon fiber and glass fiber hybrid reinforced plastics ICS 59.100.20 CCS Q 53 中华人民共和国国家标准 2024-08-23发布 2025-03-01实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会发布目次前言 ··· Ⅲ 1 范围 ···· 1 2 规范性引用文件 ···· 1 3 术语和定义 ···· 1 4 原理 ···· 1 5 试验仪器与试剂 ···· 1 5.1 仪器 ··· 1 5.2 试剂 ··· 2 6 试样 ···· 2 6.1 试样数量 ···· 2 6.2 试样制备 ···· 2 6.3 试样状态调节 ···· 2 7 试验步骤 ··· 2 8 结果计算 ··· 3 9 试验报告 ··· 4 附录 A （规范性）碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料各组分体积含量和孔隙含量计算 ····· 5 前言本文件按照 GB/T 1.1-2020《标准化工作导则　第 1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容有可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国碳纤维标准化技术委员会（SAC/TC 572）提出并归口。本文件起草单位：国检测试控股集团南京国材检测有限公司、安徽锦圣新材料有限公司、江苏恒神股份有限公司、振石集团华智研究院（浙江）有限公司、山西钢科碳材料有限公司、巨石集团有限公司、东华大学、浙江成如旦新能源科技股份有限公司、明阳智慧能源集团股份公司、四川东树新材料有限公司、中复神鹰碳纤维股份有限公司、中航复合材料有限责任公司、中国科学院山西煤炭化学研究所、吉林重通成飞新材料股份公司、廊坊市飞泽复合材料有限公司、哈尔滨玻璃钢研究院有限公司、南京晨光集团有限责任公司、浙江振石新材料股份有限公司、胜利油田北方实业集团有限责任公司、中化高性能复合材料有限公司、湖南联诚轨道装备有限公司、广东中威复合材料有限公司、广州汽车集团股份有限公司、重庆长安汽车股份有限公司、厦门双瑞风电科技有限公司、沈兴线缆集团有限公司、中冶建筑研究总院有限公司、南昌市嘉鼎先进复合材料有限公司、湖北嘉辐达节能科技股份有限公司、中航试金石检测科技（大厂）有限公司、嘉兴雅港复合材料有限公司、浙江航飞检测技术有限公司、浙江艾柯检测科技有限公司、湖南弘辉科技有限公司、新美测（青岛）测试科技有限公司、重庆华司特检测技术有限公司。本文件主要起草人：孙闪闪、方允伟、郝郑涛、何少波、王飞翔、刘召军、常春报、叶凤林、张辉、谈菊生、王艳丽、文治天、瞿晓吉、钟连兵、刘栋、崔郁、刘玉婷、罗莎莎、辛朝波、孙远君、胡伟叶、刘连学、李金、陈建明、黄英、祁晨曦、李俊、冯冠铭、曹煜彤、谭艳、黄盛开、李波、高聪、关洪涛、宋建昌、王彬、刘钟铃、张洋、王贞、吴雪岑、黄志刚、陆萍、龚上凯、雷兴平、任玉华、裴熙、胡玮、章靓、王军强、匡乃航、王宝瑞、罗乐、铁建成、谢梦媛。碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料组分含量和孔隙含量的测定 1　范围本文件规定了测定碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料中碳纤维含量、玻璃纤维含量、树脂含量和孔隙含量的原理、试样、试验仪器与试剂、试验步骤、结果计算及试验报告等。本文件适用于浓硫酸在一定条件下能使树脂基体完全消化且对纤维仅产生轻微腐蚀的碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料。 2　规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 1033.1　塑料　非泡沫塑料密度的测定　第 1部分：浸渍法、液体比重瓶法和滴定法 GB/T 30019　碳纤维　密度的测定 GB/T 40724　碳纤维及其复合材料术语 GB/T 41063　玻璃纤维　密度的测定 3　术语和定义 GB/T 40724界定的术语和定义适用于本文件。 4　原理已知质量的试样，基体部分被热硫酸介质消化，热硫酸消化基体后，含有增强材料的残余物经过滤、清洗、干燥、冷却和称量，再在一定温度下灼烧、冷却、再称量。试样消化损失部分为基体树脂，灼烧损失部分为碳纤维，灼烧后剩余部分为玻璃纤维，由此可计算出纤维增强塑料中各组分质量含量。根据纤维增强塑料、碳纤维、玻璃纤维和树脂浇铸体的密度，分别计算出纤维增强塑料中各组分的体积含量及孔隙含量。 5　试验仪器与试剂 5.1　仪器 5.1.1　分析天平：精度为 0.1 mg。 5.1.2　马弗炉：能控制在（625±20）℃。 5.1.3　鼓风干燥箱：能控制在（150±5）℃。 5.1.4　加热台：温度可调节，控温精度为±10 ℃。 5.1.5　烧杯或烧瓶：容积 250 mL。 5.1.6　过滤器：耐酸型，孔径为 4.5 μm~9.0 μm。 5.1.7　瓷坩埚：不小于 30 mL。 5.1.8　抽滤瓶。 5.1.9　真空泵及压力表。 5.1.10　干燥器。 5.2　试剂 5.2.1　硫酸：95%~98%分析纯。 5.2.2　过氧化氢：30%~35%分析纯。 5.2.3　丙酮：分析纯。 6　试样 6.1　试样数量每组试样至少 3个，每个试样质量为 2 g~4 g。 6.2　试样制备 6.2.1　试样应在距样品边缘（已切除工艺毛边）20 mm以上有代表性部位选取。 6.2.2　试样质量按照 6.1的规定，试样保持原厚度且试样长度或宽度其中一个方向的尺寸不小于 5 mm。注：由于样品存在差异，取样位置和试样形状会影响测试结果。 6.2.3　除去试样表面油污。 6.2.4　试样制备加工完成后应进行干燥处理。 6.3　试样状态调节试验前，试样应在温度（23±2）℃、相对湿度（50±10）%条件下放置不少于 24 h，或在室温干燥器内放置不少于 24 h。 7　试验步骤警示：加热消化、滴加过氧化氢和抽滤等操作均须在通风橱内进行，并注意安全防护。 7.1　试验前，试样按 6.3进行状态调节。 7.2　称量试样质量 m0，精确至 0.1 mg。 7.3　将试样放入烧杯或烧瓶内，加入 95%~98%硫酸，硫酸用量以能使树脂基体消化完全为准。初始消化时，每克试样硫酸用量宜为 10 mL。 7.4　将装有硫酸和试样的容器放在加热台上加热，由室温升至设定温度时间不少于 15 min。持续加热直至纤维完全分散。环氧、聚酯类基体纤维增强塑料推荐加热温度为（220±10）℃，酚醛树脂类基体纤维增强塑料推荐加热温度为（285±5）℃。 7.5　消化后的混合液，用 30%~35%过氧化氢沿瓶壁缓慢滴加并充分搅拌，至混合液澄清。 7.6　再采用相同的加热温度继续加热澄清后的混合液，保温 10 min。如混合液又混浊，则继续滴加过氧化氢至混合液澄清为止。 7.7　洗净后的过滤器在（150±5）℃鼓风干燥箱中烘干，然后放入干燥器中冷却至室温，称量，继续烘干、冷却和称量，直至恒重，即连续两次称量的质量相差不超过 1 mg，最后一次称量的质量记为 m1，精确至 0.1 mg。 7.8　将过滤器装在抽滤瓶上，转移澄清并冷却后的全部混合液至过滤器内，用蒸馏水稀释混合液，真空抽滤，抽滤压力宜为 18 kPa，用蒸馏水反复抽滤，直至溶液的 pH值接近 7。再用适量丙酮冲洗一次。 7.9　检查过滤器中的树脂基体是否消化完全，若未消化完全（如纤维不能被完全分开、存在块状纤维等），则将过滤器中的纤维全部放入烧杯或烧瓶内，重复 7.3~7.8。 7.10　抽滤后的纤维和过滤器放入（150±5）℃鼓风干燥箱内干燥 2 h，再放入干燥器内冷却至室温，称量，继续干燥、冷却和称量，直至恒重，最后一次称量的质量记为 m2，精确至 0.1 mg。m2与 m1之差即为消化后碳纤维和玻璃纤维的总质量。 7.11　在（625±20）℃的马弗炉内加热瓷坩埚 10 min~20 min，然后放入干燥器中，冷却至室温，称量，如此重复操作直至恒重，最后一次称量的质量记为 m3，精确至 0.1 mg。 7.12　将 7.10过滤器中干燥后的纤维全部转移至瓷坩埚内，置于马弗炉中，在（625±20）℃下灼烧，直至碳纤维灼烧完全。 7.13　将带有残余物的瓷坩埚从马弗炉中取出，放入干燥器中，冷却至室温，称量，继续恒温灼烧、冷却、称量，直至恒重，最后一次称量的质量记为 m4，精确至 0.1 mg。m4与 m3之差即为玻璃纤维的质量。 7.14　7.10 中得到的碳纤维和玻璃纤维的总质量与 7.13 中得到的玻璃纤维的质量之差即为碳纤维的质量。 7.15　分别称量有代表性的碳纤维和玻璃纤维，两种纤维质量均约等于被消化试样质量，长度与试样中纤维长度相近，按 7.3~7.10同样条件对两种纤维分别进行比对试验，依据消化前的纤维质量与消化后的纤维质量分别计算碳纤维和玻璃纤维比对试验的纤维质量损失率，分别记为M0c和M0g。将消化后的碳纤维按照 7.12中相同的温度进行灼烧，称量残余物质量，依据消化后得到的碳纤维质量与灼烧后残余物质量计算消化后的碳纤维灰分含量，记为 Am。 7.16　如需计算各组分体积含量和孔隙含量，则应在 7.3之前按照 GB/T 1033.1测定碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料的密度，记为 ρ。各组分体积含量和孔隙含量按附录 A规定进行计算。 8　结果计算 8.1　按公式（1）计算碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料中碳纤维质量含量： Mc = (m2 m1) (m4 m3) m0 (100％M0c)(100％Am) 100％（1）式中： Mc ─碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料中碳纤维质量含量，%； m2 ─消化后过滤器、碳纤维和玻璃纤维的总质量，单位为克（g）； m1 ─过滤器质量，单位为克（g）； m4 ─灼烧后瓷坩埚和残余物总质量，单位为克（g）； m3 ─瓷坩埚质量，单位为克（g）； m0 ─碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料试样质量，单位为克（g）； M0c ─碳纤维比对试验的纤维质量损失率，%； Am ─消化后的碳纤维灰分含量，%。 8.2　按公式（2）计算碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料中玻璃纤维质量含量： Mg = (m4 m3) (m2 m1)Am m0 (100％M0g)(100％Am) 100％（2）式中： Mg ─碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料中玻璃纤维质量含量，%； m4 ─灼烧后瓷坩埚和残余物总质量，单位为克（g）； m3 ─瓷坩埚质量，单位为克（g）； m2 ─消化后过滤器、碳纤维和玻璃纤维的总质量，单位为克（g）； m1 ─过滤器质量，单位为克（g）； Am ─消化后的碳纤维灰分含量，%； m0 ─碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料试样质量，单位为克（g）； M0g ─玻璃纤维比对试验的纤维质量损失率，%。 8.3　按公式（3）计算碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料中树脂质量含量： Mr = 100%MgMc （3）式中： Mr ─碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料中树脂质量含量，%； Mg ─碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料中玻璃纤维质量含量，%； Mc ─碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料中碳纤维质量含量，%。 M0g = 0 M0c = 0 Am = 0 若无法获得比对试验用纤维，可由相关方提供玻璃纤维浸润剂含量、碳纤维上浆剂含量和灰分含量，分别作为比对试验中玻璃纤维质量损失率、碳纤维质量损失率和消化后的碳纤维灰分含量参与计算；若无法获得比对试验用纤维，且相关方无法提供玻璃纤维浸润剂含量、碳纤维上浆剂含量和灰分含量，则、、，并在试验报告中注明。 8.4　计算每组试样的算术平均值，保留三位有效数字。 9　试验报告试验报告应至少包含下列内容：本文件编号；a）试样来源和批号；b）试样状态调节；c）试样数量；d）试验中异常情况；e）试验结果，包括单值及平均值；f）试验单位、试验人员、试验日期及其他需要说明的情况。g）附　录　A （规范性）碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料各组分体积含量和孔隙含量计算 A.1　按公式（A.1）计算碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料中碳纤维体积含量： Vc = Mc c （A.1）式中： Vc ─碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料中碳纤维体积含量，%； Mc ─碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料中碳纤维质量含量，%； ─碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料密度，单位为克每立方厘米（g/cm3）； c ─按GB/T 30019测定或由相关方提供的碳纤维密度，单位为克每立方厘米（g/cm3）。 A.2　按公式（A.2）计算碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料中玻璃纤维体积含量： Vg = Mg g （A.2）式中： Vg ─碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料中玻璃纤维体积含量，%； Mg ─碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料中玻璃纤维质量含量，%； ─碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料密度，单位为克每立方厘米（g/cm3）； g ─按GB/T 41......

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