國際上已有的測定碳纖維密度方法有密度梯度柱法、浮沉法和液體置換法三種方法，這三種方法有一個共同的特點就是需要使用有機(jī)溶劑，造成環(huán)境污染，而且測試效率低，無法批量化測試。在2017年韓國大田召開的ISO/TC61國際標(biāo)準(zhǔn)化組織塑料技術(shù)委員會第66屆全會上，南京玻纖院代表中國向ISO/TC61/SC13“增強(qiáng)纖維和復(fù)合材料分技術(shù)委員會”提出了在國際標(biāo)準(zhǔn)中增加一個新的測試碳纖維密度的方法——氣體容積法的提案。經(jīng)過會議上的陳述和答辯，該提案順利通過立項，會議決議由中國主導(dǎo)此項目的工作。

 

    在當(dāng)時國際上還沒有用氣體容積法測量碳纖維密度的成熟方法背景下，南京玻纖院項目團(tuán)隊認(rèn)真制訂了工作方案和研究路線，從方法的原理、商業(yè)化儀器的調(diào)研、樣品制備、測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和正確性的影響因素等方面進(jìn)行認(rèn)真的研究。在大量研究工作和試驗驗證的基礎(chǔ)上，南京玻纖院于2018年3月完成了ISO/CD 10119《碳纖維密度的測定》草案的起草,并在 2018 年日本埼玉召開的ISO/TC61/SC13會議上就草案的技術(shù)內(nèi)容和驗證試驗的結(jié)果進(jìn)行了報告，重點就氣體比重瓶法測定碳纖維密度的精密度、影響測試結(jié)果的主要因素、氣體比重瓶法與密度梯度柱法（原標(biāo)準(zhǔn)中的推薦方法）的國內(nèi)對比試驗結(jié)果向各國專家做了報告。

    由于實驗數(shù)據(jù)充分，草案文本嚴(yán)謹(jǐn)，論述完整，該標(biāo)準(zhǔn)順利通過答辯，草案從CD稿順利進(jìn)入了DIS投票階段。南京玻纖院又對草案文本進(jìn)行了認(rèn)真的修改，特別是在對英文用詞的準(zhǔn)確和表述的規(guī)范上仔細(xì)推敲。在進(jìn)入DIS投票后，各國專家?guī)缀鯖]有對文本再提出意見，使得標(biāo)準(zhǔn)制訂過程跳過了FDIS階段，由DIS直接送ISO中央秘書處印刷出版。

    氣體容積法是用惰性氣體取代液體來精確和可靠地測定纖維、粉末等材料的密度，它是根據(jù)波義耳定律，密閉氣體體積的降低與壓力的增加成正比，惰性氣體例如氮氣和氦氣在室溫下具有理想氣體的性能，通過對兩個已知體積的倉室通入惰性氣體，進(jìn)行兩個壓力的精密測量，根據(jù)氣體壓力的變化來確定樣品的體積，從而得到其密度。該方法最大的優(yōu)點是不使用有機(jī)溶劑，可減少環(huán)境污染，同時它的測試效率高，可以實現(xiàn)批量測試，全自動化操作，人為影響小，準(zhǔn)確度高。

    這次標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布是南京玻纖院作為全國碳纖維標(biāo)委會秘書處單位和國家新材料測試評價平臺復(fù)合材料行業(yè)中心項目承擔(dān)單位工作中的一項重要成果，對進(jìn)一步促進(jìn)碳纖維產(chǎn)品質(zhì)量控制及性能測試分析綠色發(fā)展具有積極的現(xiàn)實意義。