2024年增强纤维及复合材料国际标准最新进展

2024年11月18日至11月22日，2024年国际标准化组织ISO/TC61/SC13增强纤维与复合材料技术委员会第37届年会在美国西康舍霍肯市召开。南京玻璃纤维研究设计院有限公司率中国代表团参加了本次年会。

在本届会议上，ISO 527-4：2023《塑料——拉伸性能的测定——第4部分：各向同性和正交各向异性纤维增强塑料复合材料的试验条件》等10项复合材料国际标准被批准发布，同时各国专家也提出了多项新国际标准提案。

会上，来自中国国家电网的李瑞先生在会议上提出了三个可能在SC13/WG2开发的项目构想，分别是：(i)纤维增强塑料圆形截面空心棒——轴向弯曲和交流耐压综合试验方法；(ii) 混杂纤维增强塑料——夹芯细长圆形截面杆——扭转试验方法；（iii）混杂纤维增强塑料——夹芯细长圆形截面杆——缠绕试验方法。会议围绕这三个项目是否是SC13/WG2开发成标准的最合适工作组进行了讨论。会议一致认为，在TC61/SC11（产品）技术委员会内开发这些项目是最为合适的选择，可以在SC11组建一个针对此类产品的工作组，由SC13/WG2 提供复合材料专业知识的支持。据悉，SC13经理栢英则先生（Mr. Hidenori KAYA）会后已经与SC11经理进行了沟通。SC11经理已邮件通知李瑞先生，建议其在2025年召开的SC11全会上进行新提案的汇报。我们也衷心地希望中国的这三个新项目提案可以在SC11得到发展。

韩国测试技术研究院朴承表先生对ISO/PWI 13104 《复合材料和增强纤维——碳纤维增强塑料（CFRPs）和金属组件——反对称四点弯曲载荷法测定粘接点剪切性能》的研究进展进行了汇报。该提案由朴承表先生于2022年（Mr. Seungphyo Park）提出，2023年进行了NP投票。投票结果为7票赞成，1票反对，11票弃权，中国、法国和韩国3个国家提名了专家。由于提名专家人数未达到规定的最低要求，因此没有立项。NP投票时中国和法国提出了一些技术性意见，指出该提案不够成熟，文本表述过于简单，缺少应有的试验参数。提案人表示将对该提案进行更深一步的研究。完成该提案NP投票的最后日期是2026年5月8日，如果在此之前不能完成，提案将被撤消。

韩国测试研究院材料与元件研究所聚合物材料中心的伊在恩先生（Mr. Youngjae Ahn）介绍了一项关于“复合材料和增强纤维——碳纤维增强塑料(CFRP)和金属组合件——组合应力疲劳试验”的新提案。提案认为，碳纤维复合材料与金属组合件通常在一种或多种不同类型的应力（如剪切、压缩、拉伸、劈裂等）中承受单调的疲劳载荷，弯曲和扭转产生的效应与这些应力的组合相似。提案通过使用特定装置，通过不同的加载角度，对试样施加不同的拉伸—剪切组合疲劳应力，得到疲劳失效包络曲线。经过讨论，会议同意该提案注册新的PWI项目，开展预研，项目负责人为韩国大学机械工程学院先进材料表征实验室的金伊伦博士（Dr. Ilhyun Kim）。

日本国立先进产业科学技术研究院的中里哲也博士（Dr. Tetsuya Nakazato）提出了“回收碳纤维——杂质元素分析方法——ICP-MS法”新项目提案。他表示，从碳纤维增强塑料中回收的碳纤维，由于树脂中的杂质和回收处理过程都可能使回收碳纤维受到残留物和杂质元素的污染，这为回收碳纤维的再次使用带来了潜在的风险和质量隐患，因此应建立回收碳纤维的杂质元素分析的标准。回收碳纤维中目标杂质元素主要有两个方面：一方面是针对环境法规的，例如欧盟RoHS、ELV、WEEE等指令，对某些有害物质如铅、汞、镉、六价铬和溴等的限量要求；另一方面是来自原始的多重材料结构组成的碳纤维复合材料和回收工艺过程中残留的杂质元素的评估，如轻金属元素钾、钙、铝等和较重一些的金属元素铁、镍等。对这些目标杂质元素的评估分析，需要建立多元素同步分析方法。该提案开发了一种使用电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）测定回收碳纤维中杂质元素的方法。该方法采用微波辅助酸消解对回收碳纤维样品进行预处理，用于非挥发性元素（如钾、铝、铁、铅、铬等）的分析测试，采用激光或热解炉处理样品用于挥发性元素（如汞、溴等）的分析测试。方法简便快速，可分析的元素范围广，适用于浓度范围从ppb(ng/g) 级到质量百分数（%）级的回收碳纤维中十几种元素（如钢、镁、铝、钾、钙、铁、镍、锌、铬、溴、汞、铅等）的测定。中里博士表示他将在明年会议上提出该分析方法的NP草案。

日本国家产业技术研究院的杉本良树博士（Dr. Yoshiki Sugimoto）提出了“回收碳纤维——纤维束拉伸强度分布的测定”新项目提案，他表示，随着回收技术的不断进步，从报废产品（如缠绕氢气罐）中获得连续的回收碳纤维成为可能。为使这种回收连续碳纤维再次得到应用，使用简单的测试方法了解纤维强度至关重要，但目前尚无类似可用的方法。回收碳纤维是一种脆性材料，其强度离散大，分布范围宽。当一束碳纤维被拉伸时，纤维束中的纤维从强度较低到强度较高依次断裂，其拉伸应力——应变曲线可以反映出纤维的拉伸强度分布。使用纤维束测试强度的难点在于纤维束中的纤维数量因纤维束的不同而不同，因而强度也会因此相差很大；此外由于无法安装引伸计，对纤维束应变的测量也不容易实现。提案对试样的形状进行了改进，也提出了对试验装置伸长系统的修正方法。杉本博士表示，目前他们正在进行日本国内的循环比对试验，他将着手编制草案文本，在明年年会上提交。

本次年会顺利完成了各项议程，取得了圆满成功。会后全体与会人员进行了合影留念。

（来源：全国碳纤维标委会秘书长王佳庆、全国玻纤标委会副秘书长徐琪）