GB/T26752-2020
聚丙烯腈基碳纤维
PAN-basedcarbonfibre
- 中国标准分类号（CCS）Q23
- 国际标准分类号（ICS）83.120
- 实施日期2021-02-01
- 文件格式PDF
- 文本页数15页
- 文件大小846.38KB
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聚丙烯腈基碳纤维
国家标准 GB/T26752一2020 代替GB/T26752一2011 聚丙烯睛基碳纤维 PAN-basedlcarboniber 2020-03-06发布 2021-02-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花管理委员会国家标准
GB/T26752一2020 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准代替GB/T26752一2011《聚丙烯睛基碳纤维》. 本标准与GB/T26752一2011相比,除编辑性修改外主要技术变化如下 -增加2个引用标准(见第2章); -增加术语和定义(见3.1,3.2和3.3); 增加了溶剂分类、工艺分类及其表示(见4.1.2和4.1.3) 上浆剂分类删除“通用型”,增加“适用于热固性聚酰亚胺树脂”“适用于热塑性聚酰亚胺树脂” 和"其他”见4.1.6,2011年版的4.1.4); 修改了上浆剂含量分类及其表示(见4.1.7,2011年版的4.1.5); 力学性能分类中增加了一些品种(见表1); 修改了碳纤维产品标记(见4.2,2011年版的4.2); 修改了外观要求(见5.1,2011年版的5.1); 增加了长度偏差及试验方法(见5.2和6.2); -增加了丝束规格的性能指标要求(见表2); 删除了含碳量上限值见201l年版的5.2); 将密度的试验方法改为GB/T30019(见6.3.2,2011年版的6.2.2); 将上浆剂含量的试验方法改为GB/T29761(见6.3.3,2011年版的附录B); 修改保质期(见8,4.2,2011年版的8.4.2) 本标准由建筑材料工业联合会提出
本标准由全国纤维增强塑料标准化技术委员会(sAc/Tc39)归口
本标准起草单位;威海拓展纤维有限公司北京化工大学、航空工业集团公司沈阳飞机设计研 究所、中复神鹰碳纤维有限责任公司、化学纤维工业协会、吉林碳谷碳纤维股份有限公司、江苏恒神 股份有限公司
本标准主要起草人:;丛宗杰、陈洞、张洪池、邹秀媚娟、高爱君、隋晓东,连峰、李德利,王继军、钱洪川
本标准所代替标准的历次版本发布情况为: GB/T267522011
GB/T26752一2020 聚丙烯猜基碳纤维 范围 本标准规定了聚丙烯睛基碳纤维的术语和定义、分类和标记,要求,试验方法、检验规则、包装、标 志、运输和贮存
本标准适用于聚丙烯晴基碳纤维长丝,不适用于沥青基、粘胶基等非聚丙烯睛基碳纤维
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
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GB/T191包装储运图示标志 GB/T3362碳纤维复丝拉伸性能试验方法 GB/T18374增强材料术语及定义 GB/T29761碳纤维浸润剂含量的测定 GB/T30019碳纤维密度的测定 术语和定义 GB/T18374界定的以及下列术语和定义适用于本文件
3.1 有捻纤维twistingfiber 沿纤维束轴向加捻后收卷的纤维
3.2 无捻纤维twistlessfiber 沿纤维束轴向不加捻收卷的纤维
3.3 解捻纤维umtwistingthe 去除捻度的纤维
分类和标记 4.1分类 4.1.1力学性能分类 按力学性能分为高强型,高强中模型、高模型和高强高模型四类,其分类由两个汉语拼音字母和四 位数字组成
两个字母表示力学性能分类,四位数字表示相应的力学性能参数,前两位数字表示拉伸强 度,后两位数字表示拉伸弹性模量,具体规定见表1
如拉伸强度为4500MPa<5500MPa、拉伸弹性模量为220GPa<260GPa的高强型碳纤维
GB/T26752一2020 表示为GQ4522
4.1.2溶剂分类 溶剂分类由一位字母表示 采用二甲基亚碱(DMSO),表示为S; a b)采用二甲基乙酰胺(DMAc),表示为A c 采用硫氢酸钠(NasCN),表示为N; d 采用其他,表示为R 4.1.3工艺分类 工艺分类由一位字母表示: a 湿法,表示为w; b干湿法,表示为D. 4.1.4丝束规格分类 丝束规格分类由数字与字母K表示,数字为每束纤维中单丝根数与1000的比值,如;3000根单丝 的纤维束,其丝束规格表示为3K
4.1.5加捻情况分类 加捻情况分类由一位数字表示 有捻纤维,表示为1: a b) 无捻纤维,表示为2; 解捻纤维,表示为3
c 4.1.6上浆剂分类 上浆剂分类由一位数字表示 适用于环氧类树脂,表示为1; a 适用于乙烯基酯、环氧类树脂,表示为2 b) 适用于环氧、酚醛,双马类树脂,表示为3 c d)适用于热固性聚酰亚胺树脂,表示为4 适用于热塑性聚酰亚胺树脂,表示为5 e f 其他,表示为6
4.1.7上浆剂含量分类 上浆剂含量分类由一位数字表示 a) 不含上浆剂,表示为0 b 上浆剂含量为0.5%~<1.0%,表示为 1 上浆剂含量为1.0%~<1.5%,表示为2 c d 上浆剂含量为1.5%~<2.0%,表示为3 上浆剂含量为2.0%<2.5%,表示为4; e fD 上浆剂含量>2.5%,表示为5
GB/T26752一2020 表1力学性能分类 力学性能分类及表示 拉伸强度分类及表示 拉伸弹性模量分类及表示 拉伸强度范围 拉伸弹性模量范围 力学性能分类 表示 表示 表示 MPa GPa 35 3500<4500 高强型 GQ 220 260 22 4500~<5500 45 4500<5000 45 5000~<5500 50 55006000 55 26 高强中模型 QZ 260~<350 6500 6000 60 6500~<7000 65 7000<7500 70 高模型 GM 3000<3500 30 350<400 35 55 35 5500<7000 350~<400 350~<400 35 400450 40 4000~<5500 40 450<500 45 高强高模型 QM 500550 50 55 550<600 35 3500<4000 600~<650 60 650<700 65 4.2标记 标记由力学性能分类、溶剂分类,工艺分类、丝束规格,加捻情况、 上浆剂分类、上浆剂含量和标准编 号组成
GB/T267522020 上浆剂含量 上浆剂分类 -加捻情况 丝束规格 -工艺分类 -溶剂分类 -力学性能分类 示例;表示高强型碳纤维,其拉伸强度为3500MPa~<4500MPa,拉伸弹性模量为220GPa<260GPa,以二甲基亚 队作为浴剂,采用湿法纺丝工艺生产,丝束中单丝为3000根,无捻、上浆剂适用于环氧类树脂、上浆剂含量为l.5%~ 2.0%的产品标记为
GB/T26752一2020 GQ3526Sw-3K-2-1-3GB/T26752一2020 要求 5 5.1外观 黑色.色泽均匀,无明显毛丝,无毛团无异物,纤维束间无粘连
5.2长度偏差 长度偏差为正偏差
5.3理化性能 5.3.1上浆剂含量应符合4.1.7上浆剂含量分类对应的上浆剂含量范围
5.3.2灰分应小于或等于0.5%
5.3.3线密度,拉伸强度、拉伸弹性模量、断裂伸长率,密度和含碳量应符合表2的规定
5.3.4拉伸强度卷内离散系数应不超过6%,拉伸弹性模量卷内离散系数应不超过3%
表2性能指标 线密度 拉伸强度 拉伸弹性模量断裂伸长率 密度 含碳量 力学性能分类丝束规格 % g/km MPa GPa g/cm 1K 66士3 3K 198士6 6K 400士12 35004500 91 GQ3522 220<26o >1.5 1.78士0,02 12K 800士20 24K l600士30 48K 3200士50 3K 198士6 6K 400十12 91 GQ4522 4500<5500 220<260 >1.7 1.80士0.02 12K 800士20 24K l600士30 3K 198士6 400士12 6K QZ4526 4500~<5000 260<350 >1.5 1.80士0.,02 94 12K 800士20 24K 600士20 3K 1ll士4 6K 223士6 QZ5026 5000<5500 260<350 >l.5 1.80士0,02 >94 445士12 12K 24K 1000士100
GB/T26752一2020 表2(续》 线密度 拉伸强度 拉伸弹性模量断裂伸长率 密度 含碳量 力学性能分类丝束规格 MPa GP % % g/km g/em 3K 1ll士4 6K 223士6 QZ5526 5500<6000 260<35o >1.8 1.80士0.02 94 12K 480士50 24IK 1000士100 QZ6026 12K 6000<6500 260~350 1.80士0.02 45士12 el.8 94 61士3 1k 3K 182士6 30003500 350400 98 GM3035 1.81士0.02 0.8 6K 364土10 12K 728士18 QM5535 12K 700士20 5500<7000 350~<400 1.5 1.76士0.02 98 3K l13士4 QM4035 4000<5500 1.76士0.02 25士8 6 350400 el.0 98 12K 450士16 3K 113士4 QM4040 6K 223士8 4000<5500 400~450 0.8 1.83士0.02 >98 12K 445士16 3K 109士4 QM4045 4000<5500 450<500 >0.8 1.87士0.02 >98 K 218士8 3K 109士4 QM4050 4000<5500 500~<550 >0.7 1.90士0.02 >98 6K 218士8 3K 103士4 550600 0.6 98 QM3555 >3500 1.93士0.02 6K 206士8 试验方法 6 6.1外观 在正常光照下,目测
6.2长度偏差 用精度不低于士1m的计米器测量
6.3理化性能 6.3.1线密度 按GB/T3362的规定检测
GB/T26752一2020 6.3.2密度 按GB/T30019的规定检测
6.3.3上浆剂含量 按GB/T29761的规定检测
注:GB/T29761的"没润剂含量”为本标准的“上浆剂含量”
含碳量 6.3.4 按附录A的规定检测
6.3.5灰分 按附录B的规定检测
6.3.6力学性能 K24K拉伸强度、拉伸弹性模量及断裂伸长率按GB/T3362的规定检测
其他丝束规格参照 GB/T3362检测
检验规则 7.1出厂检验 7.1.1检验项目 出厂检验项目为外观、上浆剂含量、拉伸强度、拉伸弹性模量、断裂伸长率、密度和线密度 7.1.2组批 同一生产线、同一批原材料、同一工艺,连续1d10d稳定生产的同一标记的产品为一批
7.1.3抽样 按表3随机抽取样品进行上浆剂含量、密度检验
按表4随机抽取样品进行外观、拉伸强度、拉伸 弹性模量、断裂伸长率及线密度检验,所抽取样品应包含按表3规定所抽取的上浆剂含量与密度检验用 样品
7.2型式检验 7.2.1检验条件 有下列情况之一时,应进行型式检验 a) 新产品投产时; 老产品转厂时 b 产品结构、材料,工艺等有较大改变时 c d 正常生产时,每年至少进行1次; e 产品停产时间超过3个月恢复生产时; fD 供需方合同有要求时
GB/T26752一2020 7.2.2检验项目 第5章规定的所有项目 7.2.3组批 同7.1.2 7.2.4抽样判定 按表3随机抽取样品进行上浆剂含量、密度、含碳量及灰分检验
按表4随机抽取样品进行外观、 拉伸强度、拉伸弹性模量、断裂伸长率及线密度检验,所抽取样品应包含按表3规定所抽取的上浆剂含 量、密度、含碳量及灰分检验用样品
表3抽样及规定表I 批量大小 抽样数量 不合格判定数 合格判定数 卷 卷 卷 卷 -25 2650 51280 281500 501ll200 12o13200 320110000 10001一35000 13 35001及其以上 表4抽样判定表I 批量大小 抽样数量 合格判定数 不合格判定数 卷 卷 卷 卷 -25 2650 51280 13 281500 20 501~1200 32 12013200 50 320110000 80 1000135000 125 10 l1 35001及其以上 200
GB/T26752一2020 8 包装、标志,运输、贮存 8.1包装 8.1.1碳纤维应紧密缠绕在纸简上,纸简的表面应使纱线能顺利退下来
纸筒内径规格为76 ,长 mm， 度规格分192 mm和290mm两种
8.1.2每卷碳纤维需用柔软的透明材料包裹外表面,装在清洁、干燥的瓦楞纸箱,每卷之间用硬质隔板 固定,防止挤压和碰撞
8.2标志 8.2.1纸筒内壁应贴有产品标签,内容包括 产品名称、标记; a b 产品卷号; 产品批号、生产日期; c d 生产单位
包装箱内应附有产品检验合格证.,内容包括 8.2.2 a) 产品名称,标记; 产品推号.执行标谁; b e 生产单位名称 加盖质量检验专用章
d 包装箱外表面应包括以下内容 8.2.3 产品名称、标记、产品批号; a 产品数量、净重量、箱号; b 生产单位名称、地址; c 产品执行标准
d 按GB/T191的规定标明“怕湿”“禁止滚翻”“堆码层数极限”三种图示
8.3运输 产品应用干燥、有篷的交通工具运输,严防受潮,避免撞击
8.4贮存 8.4.1贮存条件 产品应存放在干燥、阴凉通风的库房内,远离火源和热源,防潮,堆码层数不应超过包装上标明的堆 码层数极限
8.4.2保质期 在8.4.1规定的贮存条件下,产品保质期为2年,超期后,经检验合格,可继续使用
如有特殊要求 应在产品标签中明示
GB/T26752一2020 录 附 A 规范性附录 碳纤维含碳量测试方法 A.1方法原理 碳纤维在高效催化剂存在下,在高温纯氧气氛中燃烧分解,生成二氧化碳,水和氮氧化合物的混合 气体
经过还原柱,氮氧化合物还原为氮
在载气的带动下,二氧化碳,水和氮的混合气体经仪器的分 离系统被逐步分离,依次进人检测器检测,得出碳的特征峰,通过数据处理得出相应的含碳量
A.2仪器和试剂 A.2.1元素分析仪 元素分析仪应具有燃烧系统、还原系统、混合气体分离系统、检测系统及数据处理系统,并具备从试 样燃烧、还原、气体分离、检测到数据处理的全过程自动化功能
数据处理系统应能自动记录峰面积或 峰高积分计数,且自动计算校正因子和元素质量分数
A.2.2电子天平 感量为0.001mg
A.2.3样品舟 元素分析专用锡舟
A.2.4试剂 乙酰苯胺:元素分析专用基准试剂
A.3环境条件 温度;23笔士2c,相对湿度.50%士10%. A.4试样制备及预处理 A.4.1试样制备 取碳纤维约1g,制成长度约0.5mm的试样待用
若碳纤维表面有上浆剂,应先去除上浆剂,然后再按上述方法制备 A.4.2试样预处理 将按A.4.1制备的试样置于称量瓶中,在103C士2C的烘箱内烘2h,取出后立即放人装有硅胶 的干燥器中冷却至室温待用
GB/T26752一2020 A.5测定前准备 A.5.1试剂装填 A.5.1.1燃烧系统和还原系统应选用与元素分析仪相匹配的试剂,试剂应填充密实,各段之间不得留 有空隙,并用石英棉隔开
A.5.1.2燃烧系统试剂装填(装填量按元素分析仪相关要求)顺序如下 石英棉-催化剂1-石英棉-催化剂2-石英棉-催化剂3-石英棉-灰分管
A.5.1.3还原系统试剂装填(装填量按元素分析仪相关要求)顺序如下 -石英檐- 银网
石英棉一铜一 A.5.1.4按仪器说明书要求开启元素分析仪,仪器通过自检后,进人升温程序
A.5.2炉温设定 按元素分析仪说明书分别设定燃烧炉,还原炉温度
A.5.3优化燃烧条件 为使碳纤维充分燃烧,应加大进氧量及延长燃烧时间来优化燃烧条件,优化方式依据仪器说明书 选择
A.6元素分析仪校正 A.6.1空白校正 待燃烧炉、,还原炉的温度达到要求并保持稳定后,开始进行元素分析仪系统校正
用已经称量的样品舟称取乙酰苯胺约3mg,精确至0.001mg,送人元素分析仪进样器,使其在规定 的条件下燃烧分解
燃烧产物的收集和测定按程序自动进行
然后不加乙酰苯胺重复上述操作,测定 空白值
交替进行至少3次,直至空白值达到仪器要求为止
本步骤可根据元素分析仪型号不同,依据操作说明进行操作
A.6.2校正因子试验 用已经称量的样品舟称取乙酰苯胺约3mg,精确至0.001mg,送人元素分析仪进样器,使其在规定 的条件下燃烧分解,燃烧产物的收集和测定按程序自动进行
至少进行3次测试,检查校正因子是否达 到仪器要求
如果校正因子未达到仪器要求,则从A.6.1开始重新进行校正
本步骤可根据元素分析仪型号不同,依据操作说明进行操作
A.6.3标准样品校正 用已经称量的样品舟称取乙酰苯胺约3mg,精确至0.001mg,送人元素分析仪进样器,使其在规定 的条件下燃烧分解,并自动进行燃烧产物的收集和测定,从终端读取乙酰苯胺中碳的质量分数
重复测 定不少于两次,各次测定结果与乙肤苯股元素质量分数理论值的绝对误差不大于0.3%,否则从A.6.1 开始重新进行校正 10
GB/T26752一2020 样品称量与测定 A.7.1称量 将预处理后的样品置于已经称量的样品舟中,称量2.3mg~2.7mg,精确至0.001mg待测
A.7.2测定 将预先称好的样品送人元素分析仪进样器,使其在规定条件下充分燃烧分解,并自动进行燃烧产物 的收集和测定,从终端读取样品碳的质量分数
每个试样至少进行两次平行测定,其误差应满足A.8 规定
A.8数据处理 平行测定结果之差不大于0.5%,最终结果以两次测定数据的算术平均值表示,保留四位有效数字
A.9试验报告 试验报告一般包括以下内容 本标准编号; a 元素分析仪的名称、型号; b 试验项目及名称; c 试样来源,试样名称,批号; d 试验室温度,湿度; e 试验结果 试验人员、审核人员、日期及其他 8 11
GB/T26752一2020 附 录 B 规范性附录) 碳纤维灰分测试方法 B.1方法原理 本方法使用高温炉,在恒定温度下灼烧碳纤维试样至恒重后,计算残余物质的质量分数
B.2仪器、设备、,计量器具 B.2.1电子天平,感量为0.1mg
B.2.2瓷堆蜗
B.2.3玻璃干燥器,内装变色硅胶
B.2.4高温炉,其性能应满足以下要求 最高炉温可达1300C a b装有调温装置,并配有热电偶和温度指示仪表,温度控制精度为士20C
B.2.5烘箱额定温度为200C,精度为士2C
B.3试样 在碳纤维端头200mm后取样,每个样品取试样数不少于3份,每份试样质量约为5g,且试样应制 成长度约10mm的小段
B,4步骤 B4.1将一份试样放人烧杯,在110C士5C烘箱中烘1h. B4.2将烘好的试样置于干燥器中冷却至室温
B.4.3将冷却至室温的试样放人已恒重瓷堆蜗(m.o),称量(mi),精确至0.1mg
B4.4将盛试样的瓷堆蜗放在高温炉恒温区,由300C以下随炉升温到(900士20)C,恒温进行灼烧 nmm5mm.
B.4.5灼烧时打开炉门圆孔,自然通风氧化,无炉门圆孔的高温炉,可微开炉门31 B,4.6灼烧至无碳黑后,取出瓷培蜗放在石棉板上,在空气中冷却5min,再放人干燥器内,冷却至室 温,迅速称量,精确至0.1mg B4.7称量后按B.4.4一B.4.6规定反复进行灼烧《每次灼烧30min)称量,直至两次称量差值不大于 0.4 mg为止,取最后一次称量结果(m2) B.5计算 B.5.1灰分按式(B.1)计算 12一 A= ×100 B.1 n n 12
GB/T26752一2020 式中 -碳纤维灰分,%; Am -瓷堆蜗的质量,单位为克(g); m1o -试样质量和瓷堆蜗的质量,单位为克(g); m -灼烧后灰分和瓷堆蜗的质量,单位为克(g). n B.5.2取不少于3份试样的A算术平均值作为测试结果,取小数点后两位数字
B.6测试误差 本测试方法的允许误差: 灰分小于0.1%时,标准偏差应不超过9%; b 灰分不小于0.1%时,标准偏差应不超过5%
B.7试验报告 试验报告一般包括以下内容 本标准编号; a 试验项目及名称; b 试样名称、批号、生产单位及生产日期; c 试验条件;环境温度、灼烧温度 d 试验结果 e 试验人员,审核人员、日期及其他 13
聚丙烯腈基碳纤维GB/T26752-2020：中国碳纤维行业的新起点
聚丙烯腈基碳纤维GB/T26752-2020标准的定义
GB/T26752-2020标准是由国家标准化管理委员会发布的关于聚丙烯腈基碳纤维的标准，它规定了聚丙烯腈基碳纤维的术语和定义、分类、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存等方面的内容。该标准的颁布填补了我国在碳纤维行业的空白，标志着中国碳纤维行业迈入了新的发展阶段。
聚丙烯腈基碳纤维的特性
聚丙烯腈基碳纤维是以聚丙烯腈为原料，经过预氧化、碳化等多道工序制成的纤维。它具有以下特性：
- 高强度：聚丙烯腈基碳纤维的强度和模量比钢铁高出5-10倍，比铝合金高出2倍以上。
- 低密度：聚丙烯腈基碳纤维的密度只有1.6-1.8g/cm³，是钢铁的1/4-1/5，比铝合金轻。
- 优良的耐腐蚀性：聚丙烯腈基碳纤维在酸、碱、盐溶液、有机溶剂中均有良好的耐腐蚀性。
- 超强抗拉伸能力：聚丙烯腈基碳纤维具有极高的拉伸强度，在高温条件下也不易变形或破裂。
聚丙烯腈基碳纤维在中国碳纤维行业中的地位
目前，中国的碳纤维行业发展迅速，生产技术不断提升。《“十三五”国家科技创新规划》将碳纤维作为战略性新兴产业之一，对其未来发展提出了明确的规划和要求。
而聚丙烯腈基碳纤维则是中国碳纤维行业的重要组成部分。GB/T26752-2020标准的颁布填补了我国在碳纤维领域的空白，标志着我国已经具备了自主生产和应用聚丙烯腈基碳纤维的能力，为我国碳纤维行业的发展带来了新的机遇和挑战。
总而言之，聚丙烯腈基碳纤维GB/T26752-2020标准的发布，标志着中国碳纤维行业已经迎来了新的起点。在未来的发展中，我们有理由相信，聚丙烯腈基碳纤维将成为推动中国碳纤维产业高质量发展的重要力量。
