T_CSTM 00888-2023 连续碳纤维增强热塑性单向预浸料.docx

ICS 59.100.20CCS Q 53团 体 标 准T/CSTM 008882023 连续碳纤维增强热塑性单向预浸料Continuous carbon fiber reinforced thermoplastic unidirectional prepregs2023-09-01 发布2023-12-01 实施中关村材料试验技术联盟发布前言本文件参照 GB/T 1.12020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。本文件由中国材料与试验标准化委员会建筑材料标准化领域委员会（CSTM/FC03）提出。本文件由中国材料与试验标准化委员会建筑材料领域玻璃纤维及碳纤维标准化技术委员会（CSTM/FC03/TC10）归口。连续碳纤维增强热塑性单向预浸料1 范围本文件规定了连续碳纤维增强热塑性单向预浸料（以下简称“预浸料”）的术语和定义、分类和代号、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。本文件适用于以热塑性树脂为基体，以连续碳纤维为增强材料，可用于缠绕、模压、拉挤等工艺制备热塑性复合材料制品的单向预浸料。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 191包装储运图示标志GB/T 1448纤维增强塑料压缩性能试验方法GB/T 3354定向纤维增强聚合物基复合材料拉伸性能试验方法GB/T 3961纤维增强塑料术语GB/T 26749碳纤维 浸胶纱拉伸性能的测定GB/T 30969聚合物基复合材料短梁剪切强度试验方法GB/T 40724碳纤维及其复合材料术语3 术语和定义3.1 GB/T 40724和GB/T 3961界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 连续碳纤维增强热塑性单向预浸料continuous carbon fiber reinforced thermoplastic unidirectional prepregs以热塑性树脂为基体，以连续碳纤维为增强材料的单向预浸料。 4 分类和代号4.1 产品分类4.1.1 按基体树脂种类分为：a) 聚芳醚酮基预浸料，以 PEEK、PEK、PEKK、PEEKK 等表示； b) 聚苯硫醚基预浸料，以 PPS 表示； c) 其他基体预浸料，以基体树脂的缩略语表示。4.1.2 按纤维类别分为: a) 普通型，以 CC 表示；b) 中级型，以 IC 表示；C 表示。4.2 产品代号4.2.1 产品代号应符合以下规定：高级型，以H产品名称 纤维类别代号-基体树脂种类/树脂牌号-预浸料面密度-树脂质量分数-宽度卷重。UDP卷重，kg 宽度，mm 树脂质量分数，% 预浸料面密度，g/m2 基体树脂种类/树脂牌号纤维类别代号 产品名称 4.2.2 示例：树脂质量分数为33.0%，树脂牌号为183s，宽度为600 mm，卷重为10 kg，预浸料面密度为209 g/m2，中级型碳纤维增强聚苯硫醚（PPS）基体树脂的热塑性单向预浸料（用字母UDP表示产品名称），其产品代号为：UDP IC-PPS/183s-209gsm-33.0%-60010。5 要求5.1 原材料5.1.1 碳纤维碳纤维的力学性能应符合表1的要求。 表 1 碳纤维力学性能指标纤维类别 项目 单位 指标 普通型（CC型） 拉伸强度 MPa 3500 拉伸弹性模量 GPa 230 中级型（IC型） 拉伸强度 MPa 4900 拉伸弹性模量 GPa 240 高级型（HC型） 拉伸强度 MPa 5800 拉伸弹性模量 GPa 290 5.1.2 基体树脂适合于预浸工艺的聚芳醚酮（PAEK）类基体树脂、聚苯硫醚（PPS）基体树脂及其他类基体树脂， 且满足最终产品的性能要求。 5.2 外观物理性能应符合表2的规定。 表 2 物理性能要求项目 预浸料面密度 纤维面密度 树脂质量分数 预浸料 预浸料面密度与标称值之差不超过标称值的5% 纤维面密度与标称值之差不超过标称值的5% （标称值3）% 5.4 规格尺寸及卷重应符合表3的规定。 表 3 宽度、厚度和卷重要求项目 宽度 厚度 卷重 预浸料 预浸料宽度与标称值之差不超过标称值的5% 预浸料厚度与标称值之差不超过标称值的10% 不应有负偏差 5.5 层合板力学性能层合板力学性能应符合表4和表5的规定。 表 4 层合板力学性能要求（PAEK 类）项目 普通型（CC型） 中级型（IC型） 高级型（HC型） 0拉伸强度 MPa 2000 2200 2700 0拉伸弹性模量 GPa 120 120 140 0压缩强度 MPa 1200 1300 1400 0压缩弹性模量 GPa 120 125 140 0短梁剪切强度 MPa 90 90 100 表 5 层合板力学性能要求（PPS 类）项目 普通型（CC型） 中级型（IC型） 高级型（HC型） 0拉伸强度 MPa 1700 2000 2400 0拉伸弹性模量 GPa 120 125 135 项目 普通型（CC型） 中级型（IC型） 高级型（HC型） 0压缩强度 MPa 1100 1200 1250 0压缩弹性模量 GPa 115 120 135 0短梁剪切强度 MPa 85 85 90 6 试验方法6.1 外观在正常（光）照度下，距离0.5 m，目测进行检验。 6.2 物理性能6.2.1 预浸料面密度在距预浸料边缘至少25 mm处，沿预浸料宽度方向或与纤维方向成45使用（1001）mm（1001）mm方形样板和裁纸刀等距裁取3个试样，采用电子天平称量，精确到0.001 g,记为m。预浸料面密度按公式（1）计算： 式中： m = A （1） 2 预浸料面密度，单位为克每平方米（g/m ）； m 预浸料试样的质量，单位为克（g）； 2A 预浸料试样的面积，单位为平方米（m ）。 取3个试样计算结果的算数平均值作为预浸料面密度，保留至整数位。 6.2.2 纤维面密度纤维面密度按公式（2）计算： 式中： = Tt N （2） Fd2F 纤维面密度，单位为克每平方米（g/m ）； Tt 纤维的线密度，单位为克每米（g/m）； N 预浸料纤维束数量； d 预浸料宽度，单位为米（m）。 取3个试样计算结果的算数平均值作为纤维面密度，保留至整数位。 注：纤维的线密度Tt和预浸料纤维束数量N应由预浸料产品生产企业提供。 6.2.3 树脂质量分数树脂质量分数按公式（3）计算： R = F 100（3） 树脂质量分数，用百分数（%）表示； 2 预浸料面密度，单位为克每平方米（g/m ）； 2F 纤维面密度，单位为克每平方米（g/m ）。 取3个试样计算结果的算数平均值作为树脂质量分数，保留至小数点后一位。 6.3 尺寸及卷重6.3.1 宽度用分度值为0.5 mm，长度不小于预浸料幅宽的钢直尺沿着预浸料长度方向至少间隔100 cm进行3次测量，取算数平均值，以毫米为单位，保留到小数点后一位。 6.3.2 厚度用分度值为0.001 mm的螺旋测微计沿着层合板边缘方向至少间隔10 mm进行3次测量，保留到小数点后三位，并按公式（4）计算： 式中： = H （4） 预浸料厚度，单位为毫米（mm）； H 层合板厚度，单位为毫米（mm）； 预浸料层数。 6.3.3 卷重用分度值为0.01 kg的电子秤称取整卷预浸料的质量，保留到小数点后一位。 6.4 力学性能6.4.1 碳纤维力学性能碳纤维拉伸强度和拉伸弹性模量按GB/T 26749的规定。 6.4.2 层合板力学性能6.4.2.1 拉伸性能0拉伸强度和拉伸弹性模量按GB/T 3354的规定。 6.4.2.2 压缩性能0压缩强度和压缩弹性模量按GB/T 1448的规定。 6.4.2.3 短梁剪切性能0短梁剪切强度按GB/T 30969的规定。 7 检验规则7.1 出厂检验和型式检验7.1.1 出厂检验产品出厂时，应进行出厂检验。 出厂检验项目应包括：外观、预浸料面密度、纤维面密度、树脂质量分数、宽度、厚度和卷重。 7.1.2 型式检验7.2 7.2有下列情况之一时，应进行型式检验： a) 新产品投产时； b) 原材料或生产工艺有较大的改变时； c) 停产时间超过三个月，恢复生产时； d) 正常生产时，每年至少进行一次； e) 出产检验结果与上次型式检验有较大差异时； f) 供需双方合同抽有样要与求判时定； g) 国家质量7.监2.督1 机同构一提原出料型产式地检、验同要一求生时产。工 艺、同一品种规格，稳定连续生产的一定数量的单位产品为一个检型式检验项查目批应。包 含本文件中规定的全部要求。 7.2.2 外观、预浸料面密度、纤维面密度、树脂质量分数、宽度、厚度和卷重采用不合格品数计数检验一次抽样方案。按表 7 中第栏规定的样本大小进行抽样，以单位产品测试结果进行判定。若一个单位产品中有一项或几项未达到要求，则计为一个不合格品。若批样本中不合格品数大于等于表 7 中给出的拒收数 Re（大于接收数 Ac），则该批产品拒收。 表 7 抽样与判定批量范围 样本大小 接收数，Ac 拒收数，Re 样本大小 325 3 0 1 1 26280 13 1 2 2 281500 20 2 3 5011200 32 3 4 3 12013200 50 5 6 320110000 80 7 8 7.2.3 层合板力学性能采用计数检验，按表 7 中第栏所列样本大小进行抽样，以单位产品测试结果进行判定。若一个单位产品中有一项或几项未达到要求，则计为一个不合格品。若批样本中有一个及以上不合格品，则该批产品拒收。 8 标志、包装、运输和贮存8.1 标志8.1.1 产品标志包括 a) 产品名称、产品代号、本文件号； 包装8.2.1 应紧密、整齐地卷绕在硬纸管上，收卷后使用防潮材料包裹，防止受潮、损伤。 8.2.2 包裹好的卷装可使用纸箱、木箱等单独包装，也可使用托盘包装。使用单独包装时应捆扎牢固。使用托盘时应采用工业薄膜在进行缠绕包装。特殊包装由供需双方商定。 8.2.3 包装外表面应标明： 产品名称、产品代号、本文件号； 生产厂名称和地址； 生产日期（或批号）； GB/T 191规定的 “怕雨”、“禁止翻滚”和“堆码层数极限”三种图形标志。 8.3 运输预浸料无环境运输要求，避免受潮、日光暴晒，装卸时要小心轻放，不可翻滚或竖放，不可损伤包装。 8.4 贮存预浸料产品宜在通风、干燥的室内贮存，避免阳光直射和热源。堆码层数不应超过包装上标明的堆码层数极限。产品贮存期一般不超过36个月，超过贮存期产品的处置方法由供需双方商定。 A（资料性）起草单位和主要起草人附录本文件起草单位：江苏亨博复合材料有限公司、南京玻璃纤维研究设计院有限公司、中国石化上海石油化工股份有限公司、振石集团华智研究院（浙江）有限公司、国塑机械（上海）有限公司、盛威达机械（昆山）有限公司、吉林化纤集团有限责任公司。 本文件主要起草人：孙攀、杨剑平、李静、柏涛、马丹、章靓、吴永坤、宋楠、谢旭辉、韩风、崔军、林永宏、周剑、张超、宋德武、陈李萱。