碳纤维 — 玻璃纤维拉挤板纤维质量分数和体积分数测试方法探究

刘连学，管锌樑，夏国良

（浙江恒石纤维基业有限公司，桐乡 314500）

0 前言

随着复合材料行业的发展，轻量化的稳健设计已成为先进纤维增强树脂基复合材料应用技术的研发重点［1］。基于这一理念就产生了纤维混杂复合材料，即由两种或两种以上纤维作为增强体的复合材料，每种材料在性能上能够取长补短，类似的复合材料同时具有了多种纤维的特点［2］。玻璃纤维-碳纤维混杂复合材料成为新兴的强韧性结构材料，目前应用在风电叶片、桥梁加固、压缩天然气瓶（航天航空）及固体火箭发动机壳体等宇航结构件，使产品实现了高模量、高韧性、低造价、低质量的优点［3］。碳纤维-玻璃纤维拉挤板（简称“碳玻拉挤板”）是一种由玻璃纤维、碳纤维和树脂采用拉挤工艺制作而成的三元复合材料。对于玻璃纤维拉挤板可采用ISO1172：1997《纺织玻璃纤维增强塑料，预浸料，模塑料和层压塑料 纺织玻璃纤维和矿物质填料含量的测定》［4］中的煅烧法来测定其中纤维的体积分数和质量分数，但是由于碳纤维是可燃烧材料，在碳玻拉挤板中不适用。而对于碳纤维拉挤板可使用GB/T3385-2005《碳纤维增强塑料树脂含量测定方法》［5］（消解法）来测定其中的碳纤维体积分数和质量分数。由于碳纤和玻纤的物理差异很大，单一使用任何一种方法难以测出3种成分各自的体积分数和质量分数，所以目前一般采用烧失法与消解法（强硫酸洗）相结合的方法来测定［3］。这种方法需要使用强硫酸，存在危险。……