TCVN7908:2008

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7908:2008 về Prepreg sợi thủy tinh TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 7908 : 2008 PREPREG SỢI THỦY TINH Glass-fibre prepregs Lời nói đầu TCVN 7908: 2008 do Nhóm công tác TCVN/TC 61/SC13/WG 1 Vật liệu compozit biên soạn trên cơ sở dự thảo đề nghị của Trung tâm Công nghệ Vật liệu - Viện ứng dụng Công nghệ, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng xét duyệt, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. PREPREG SỢI THỦY TINH Glass-fibre prepregs 1. Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử tương ứng cho prepreg sợi th ủy tinh loại E được sử dụng để chế tạo compozit ứng dụng trong công nghiệp, trên biển và hàng không. 2. Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi. ISO 8604 : 1988, Plastics - Prepregs - Definitions of terms and symbols for designations (Chất dẻo - Prepreg - Định nghĩa về các thuật ngữ và ký hiệu để đặt ký hiệu). ISO 10352 : 1997, Fibre-reinforced plastics - Moulding compounds and prepregs - Determination of mass per unit area (Chất dẻo sợi gia cường - Hợp chất tạo hình và prepreg - Xác định khối lượng trên đơn vị diện tích). 3. Thuật ngữ, định nghĩa Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau : 3.1. Prepreg (prepreg) Hỗn hợp của các nhựa (có hoặc không có chất độn), phụ gia và các vật liệu gia cường ở dạng vải hoặc sợi, sẵn sàng cho tạo hình thành sản phẩm. [ISO 8604 : 1988]. 3.2. Prepreg sợi thủy tinh (glass-fibre prepreg) Prepreg được chế tạo từ sợi th ủy tinh loại E kết hợp với nhựa vinyleste hoặc polyeste không no. 4. Yêu cầu kỹ thuật 4.1. Khái quát chung Các yêu cầu về ngoại quan, đặc trưng kỹ thuật của prepreg sợi th ủy tinh được xác định trực tiếp trên sản phẩm prepreg. Tính chất cơ học của prepreg sợi th ủy tinh được xác định thông qua tính chất cơ học của compozit chế tạo từ prepreg sợi th ủy tinh theo phương pháp túi hút chân không một lần. 4.2. Yêu cầu ngoại quan Bề mặt của prepreg sợi th ủy tinh phải có độ đồng đều của nhựa tẩm, không có các vị trí thiếu nhựa. 4.3. Đặc trưng kỹ thuật của prepreg sợi th ủy tinh Các loại prepreg sợi th ủy tinh phải có các đặc trưng kỹ thuật như nêu ra trong Bảng 1. Bảng 1 - Đặc trưng kỹ thuật của các loại prepreg sợi th ủy tinh TT Loại prepreg Loại sợi th ủy tinh gia cường Dệt kết cấu Khổ kết cấu (mm) Nhựa kết dính Hàm lượng nhựa (%) Khối lượng trên đơn vị diện tích (g/m 2 ) 1 P603p Th ủy tinh E 0 0 /90 0 1270 ± 5 Polyeste 40 ± 5 1120 ± 10 % 2 P603 Th ủy tinh E 0 0 /90 0 1270 ± 5 Vinyleste 40 ± 5 1120 ± 10 % 3 P610p Th ủy tinh E 0 0 /90 0 1270 ± 5 Polyeste 40 ± 5 2600 ± 10 % 4 P610 Th ủy tinh E 0 0 /90 0 1270 ± 5 Vinyleste 40 ± 5 2600 ± 10 % 5 P808p Th ủy tinh E 0 0 /90 0 1270 ± 5 Polyeste 40 ± 5 1500 ± 10 % 6 P808 Th ủy tinh E 0 0 /90 0 1270 ± 5 Vinyleste 40 ± 5 1500 ± 10 % 7 P708p Th ủy tinh E ± 45 0 1270 ± 5 Polyeste 40 ± 5 1400 ± 10 % 8 P708 Th ủy tinh E ± 45 0 1270 ± 5 Vinyleste 40 ± 5 1400 ± 10 % 9 P206p Th ủy tinh E 0 0 ,± 45 0 , 90 0 1270 ± 5 Polyeste 40 ± 5 1600 ± 10 % 10 P206 Th ủy tinh E 0 0 ,± 45 0 , 90 0 1270 ± 5 Vinyleste 40 ± 5 1600 ± 10 % 4.4. Tính chất cơ học của compozit chế tạo từ prepreg sợi thủy tinh bằng phương pháp túi hút chân không một lần Compozit được chế tạo từ bán thành phẩm prepreg sợi th ủy tinh theo phương pháp túi hút chân không một lần phải có các tính chất cơ học tương ứng như cho trong Bảng 2. Bảng 2 - Chỉ tiêu cơ học của compozit Loại prepreg Tên chỉ tiêu P603p P603 P610p P610 P808p P808 P808p P708 P206p P206 1. Độ bền uốn, MPa, không nhỏ hơn 460 400 460 380 410 380 460 410 410 390 2. Modul đàn hồi uốn, GPa, không nhỏ hơn 24 15 20 17 20 15 18 13 15 14 3. Độ bền kéo, MPa, không nhỏ hơn 330 340 425 360 435 360 440 410 380 370 4. Modul đàn hồi kéo, GPa, không nhỏ hơn 16 14 15 17 18 15 18 19 13 13 5. Phương pháp thử 5.1. Lấy mẫu Việc lấy mẫu sản phẩm được tiến hành như sau: - Cứ 100 m² prepreg thì cắt năm mẫu có kích thước 20 cm x 40 cm. - Các mẫu prepreg trên được ép tạo thành các tấm compozit bằng phương pháp túi hút chân không. 5.2. Kiểm tra ngoại quan Quan sát bằng mắt thường. 5.3. Phương pháp xác định khối lượng trên đơn vị diện tích Khối lượng trên đơn vị diện tích của prepreg được xác định theo ISO 10352 : 1997. 5.4. Xác định độ bền uốn và modul đàn hồi uốn 5.4.1. Nguyên tắc Đặt tải với tốc độ dịch chuyển không đổi vào điểm giữa của mẫu thử cho đến khi mẫu thử bị phá h ủy . Đo và ghi lại tải ở thời điểm mẫu bị phá h ủy , sau đó tính toán độ bền uốn và modul đàn hồi uốn. 5.4.2. Thiết bị, dụng cụ - Thiết bị thử uốn thông thường, có sai số không quá 1 % (ví dụ như thiết bị INSTRON - Hoa Kỳ). - Dụng cụ đo kích thước có độ chính xác đến ± 0,1 mm. 5.4.3. Chuẩn bị mẫu thử Cắt từ mỗi tấm compozit được chuẩn bị theo 5.1 năm phần mẫu thử có kích thước tương ứng như nêu ra trong Hình 1. Các mẫu thử không được có các khuyết tật bề mặt như quy định trong 4.2. Chú giải Chiều dài mẫu thử Chiều rộng mẫu thử Chiều dày mẫu thử L 1 d h = 127 mm ± 5 mm; = 12,7 mm ± 0,5 mm; = 3,2 mm ± 0,4 mm; Khoảng cách giữa hai gối đỡ L 2 = 51 mm ± 3 mm. Hình 1 - Mẫu thử xác định độ bền uốn và modul đàn hồi uốn 5.4.4. Cách tiến hành Tiến hành phép thử ở nhiệt độ 25 o C ± 5 o C. Đặt mẫu thử nằm cân đối lên hai gối đỡ của thiết bị thử uốn (5.4.2) với khoảng cách giữa hai gối đỡ là 51 mm ± 3 mm (xem Hình 1). Đưa đầu đo tải trọng nén thẳng vào điểm giữa của mẫu thử và cách mẫu thử 5 mm. Bật máy đo với tốc độ thử là 2 mm/min cho đến khi mẫu bị phá h ủy . Ghi lại tải phá h ủy mẫu. Tiến hành đo với năm mẫu thử. 5.4.5. Tính toán kết quả Xác định độ bền uốn s u , theo công thức sau: trong đó: P là tải phá h ủy mẫu, tính bằng Nintơn (N); l là khoảng cách giữa hai gối đỡ, tính bằng milimét (mm); d là chiều rộng mẫu thử, tính bằng milimét (mm); h là chiều dày mẫu thử, tính bằng milimét (mm); s u là độ bền uốn của mẫu thử, tính bằng megapascal (MPa). Kết quả cuối cùng là giá trị trung bình của các kết quả thu được từ năm mẫu thử. Xác định modul đàn hồi uốn E u , theo công thức sau: trong đó: P là tải phá h ủy mẫu, tính bằng Niutơn (N); l là khoảng cách giữa hai gối đỡ, tính bằng milimét (mm); d là chiều rộng mẫu thử, tính bằng milimét (mm); h là chiều dày mẫu thử, tính bằng milimét (mm); D f là độ võng khi uốn, tính bằng milimét (mm); E u là modul đàn hồi uốn, tính bằng megapascal (MPa). Kết quả cuối cùng là giá trị trung bình của các kết quả thu được từ năm mẫu thử. 5.5. Xác định độ bền kéo và modul đàn hồi kéo 5.5.1. Nguyên tắc Đặt tải kéo với tốc độ dịch chuyển không đổi vào hai đầu mâm kẹp lên mẫu thử cho đến khi mẫu thử bị phá h ủy . Đo và ghi lại tải ở thời điểm mẫu bị phá h ủy , sau đó tính toán độ bền kéo và modul đàn hồi kéo. 5.5.2. Thiết bị, dụng cụ - Thiết bị thử kéo thông thường, có sai số không lớn hơn 1 % (ví dụ như thiết bị INSTRON - Hoa Kỳ). - Dụng cụ đo kích thước có độ chính xác đến ± 0,1 mm. 5.5.3. Chuẩn bị mẫu thử Cắt từ mỗi tấm compozit được chuẩn bị theo 5.1 năm phần mẫu thử có kích thước tương ứng như nêu ra trong Hình 2. Các mẫu thử không được có các khuyết tật bề mặt như quy định trong 4.2. 5.5.4. Cách tiến hành Tiến hành phép thử ở nhiệt độ 25 o C ± 5 o C. Đặt mẫu thử vào hai đầu mâm kẹp của thiết bị thử kéo (5.5.2), điều chỉnh vị trí và xiết chặt hai đầu mâm kẹp. Bật máy với tốc độ kéo giữa hai đầu mẫu thử là 2 mm/min cho đến khi mẫu bị phá h ủy . Ghi lại lực phá h ủy mẫu. Tiến hành đo với năm mẫu thử. Chú giải Chiều dài mẫu thử L 1 = 165 mm ± 5 mm Chiều dài đoạn mặt cắt hẹp L 2 = 57 mm ± 0,5 mm Chiều rộng mẫu thử d 1 = 19 mm ± 0,4 mm Chiều rộng đoạn mặt cắt hẹp d 2 = 13 mm ± 0,4 mm Chiều dày mẫu thử h = 3,2 mm ± 0,4 mm Khoảng cách giữa hai đầu gá L 3 = 115 mm ± 5 mm. Bán kính cong đoạn cắt R = 76° ± 1° Hình 2 - Mẫu thử xác định độ bền kéo và modul đàn hồi kéo 5.5.5. Tính toán kết quả Xác định độ bền kéo s k , theo công thức sau: trong đó: P là lực phá h ủy mẫu, tính bằng Niutơn (N); d là chiều rộng mẫu thử, tính bằng milimét (mm); h là chiều dày mẫu thử, tính bằng milimét (mm); s k là độ bền kéo của mẫu thử, tính bằng megapascal (MPa). Kết quả cuối cùng là giá trị trung bình của các kết quả thu được từ năm mẫu thử. Xác định modul đàn hồi kéo E k , theo công thức sau: trong đó: P là lực phá h ủy mẫu, tính bằng Niutơn (N); l là chiều dài mẫu, tính bằng milimét (mm); d là chiều rộng mẫu thử, tính bằng milimét (mm); h là chiều dày mẫu thử, tính bằng milimét (mm); D l là độ dãn dài khi kéo, tính bằng milimét (mm); E k là modul đàn hồi kéo, tính bằng megapascal (MPa). Kết quả cuối cùng là giá trị trung bình của các kết quả thu được từ năm mẫu thử. 6. Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm ít nhất các thông tin sau: a) tên hoặc ký hiệu nhận biết sản phẩm prepreg sợi thủy tinh; b) viện dẫn tiêu chuẩn này; c) các đặc trưng kỹ thuật của sản phẩm; d) các kết quả thử; e) chi tiết những khác biệt so với quy trình đã được quy định ; e) tên người thử nghiệm; f) ngày thử nghiệm. 7. Bao gói, ghi nhãn, bảo quản, vận chuyển 7.1. Bao gói Prepreg sợi th ủy tinh phải được bọc trong màng PE theo từng lớp riêng biệt. 7.2. Ghi nhãn Prepreg sợi th ủy tinh phải được ghi nhãn theo quy định hiện hành với các nội dung sau: - tên sản phẩm; - tên hoặc thương hiệu của nhà sản xuất; - số chủng loại; - ngày sản xuất; - thời hạn sử dụng. 7.3. Bảo quản Prepreg sợi th ủy tinh phải được bảo quản trong kho lạnh ở nhiệt độ £ 10 o C. 7.4. Vận chuyển Prepreg sợi th ủy tinh phải được vận chuyển bằng phương tiện thích hợp ở nhiệt độ £ 15 o C. THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ASTM D 638-08, Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics. [2] ASTM D 790-00, Standard Test Method for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastic and Electrical Insulating Materials.