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标准编号：GB/T 7690.1-2013~.6-2013 | 全称：增强材料 纱线试验方法 第2部分:捻度的测定（系列标准） | 发布年份：2013 | 所属领域：产品质量检验-复合材料-增强材料 | 数据来源：国家标准全文公开系统 | 更新日期：2026-07-15
核心摘要：GB/T 7690.1~.6-2013系列标准规定了增强材料纱线（包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶等）的线密度、捻度、拉伸断裂强力、含水率及浸润剂含量等关键参数的试验方法。本系列标准是复合材料行业纱线质量检测与验收的核心技术依据，旨在统一检测程序，确保测试结果的可比性与复现性。
1.1 标准定位与核心作用
GB/T 7690系列标准全称为《增强材料 纱线试验方法》，共分为6个部分，分别对应纱线的不同物理和化学性能测试。该标准为推荐性国家标准（GB/T），是复合材料产业链中纱线供应商、复合材料制造商、第三方检测机构及科研院所进行质量控制和性能评价的通用方法标准。其核心作用在于：提供统一、规范、可重复的试验程序，消除因测试方法差异导致的数据争议，为玻纤、碳纤、芳纶等增强材料纱线的产品验收、工艺优化和研发创新奠定数据基础。
本标准适用于各类连续增强材料纱线，包括但不限于玻璃纤维纱、碳纤维纱、芳纶纱及玄武岩纤维纱。不适用于短纤维纱线或由短纤维纺成的混纺纱。
1.2 法律地位与监管框架
GB/T 7690系列标准在法律法规体系中属于推荐性标准，虽非强制实施，但在产品质量争议仲裁、企业标准制定、以及合同约定中具有重要法律效力。以下法规和规范引用了本系列标准：
1. 线密度 (Linear Density)
定义：单位长度纱线的质量，单位为特克斯（tex，即g/1000m）或分特（dtex，即g/10000m）。
在该标准中的作用：是纱线最基本的结构参数。该标准（第1部分）规定了通过称重法测定给定长度纱线质量的方法，用于判定纱线是否达到标称线密度，通常允许偏差为±5%。
为什么重要：不了解线密度，无法计算复合材料中的纤维体积含量，也无法进行后续的拉伸强度、模量等力学性能的归一化计算。
2. 捻度 (Twist)
定义：单位长度纱线上的捻回数，单位为捻/米（turns/m）。
在该标准中的作用：捻度直接影响纱线的抱合力和后续加工性能（如织造、缠绕）。第2部分规定了直接计数法和退捻加捻法两种测定方法。对于无捻粗纱，捻度应为0；对于有捻纱，其捻度偏差通常控制在标称值的±10%以内。
为什么重要：捻度过大或过小会导致纱线在后续工序中起毛、断头，或影响最终复合材料制品的力学性能均匀性。
3. 断裂强力 (Breaking Force)
定义：在规定的条件下，纱线试样拉伸至断裂时所承受的最大力，单位为牛顿（N）。
在该标准中的作用：第3部分规定了纱线拉伸强力的测定方法，是评价纱线力学性能的核心指标。合格判定通常基于断裂强力的平均值是否满足产品标准要求，且变异系数（CV值）需在特定范围内。
为什么重要：断裂强力不足直接导致复合材料制品的承载能力下降，是工艺和配方调整的关键监控参数。
4. 含水率 (Moisture Content)
定义：纱线中所含水分占干态质量的百分比（%）。
在该标准中的作用：第4部分规定了通过烘干法测定含水率的方法。标准要求试样在（105±3）°C的烘箱中烘干至恒重。含水率过高会影响纱线与树脂的浸润性及后续固化质量，通常要求控制在0.1%~0.5%之间（视纤维类型而定）。
为什么重要：忽视含水率控制，会导致复合材料制品出现气泡、界面结合不良等严重缺陷。
5. 浸润剂含量 (Size Content)
定义：纱线表面所涂覆的浸润剂（偶联剂、成膜剂等）占纱线总质量的百分比（%）。
在该标准中的作用：第5部分规定了通过灼烧法或萃取法测定浸润剂含量的方法。浸润剂含量直接影响纤维与树脂的界面结合力，其偏差通常控制在标称值的±0.2%以内。
为什么重要：浸润剂含量过高或过低，都会导致复合材料层间剪切强度（ILSS）显著下降，是配方调整中的关键控制点。
6. 直径 (Diameter)
定义：单根纤维或纱线的平均直径，单位为微米（μm）。
在该标准中的作用：第6部分规定了通过显微镜法或激光法测定直径的方法。直径的均匀性直接影响纱线的比表面积和后续的浸润性。对于玻璃纤维，单丝直径通常在5μm~24μm之间；对于碳纤维，单丝直径约为7μm。
为什么重要：错误的直径数据会导致复合材料力学性能计算严重偏离实际值。
| 检测项目 | 对应标准部分 | 判定试验标准及参数 | 附加条件与典型阈值 |
|---|---|---|---|
| 线密度 | GB/T 7690.1 | 称重法：测量100m或200m纱线质量，换算为tex | 偏差≤±5%（对标称值）；变异系数CV≤2% |
| 捻度 | GB/T 7690.2 | 直接计数法/退捻加捻法：测量250mm或500mm长度内的捻回数 | 有捻纱：偏差≤±10%标称值；无捻粗纱：捻度=0 |
| 断裂强力 | GB/T 7690.3 | 等速伸长（CRE）试验：试样隔距500mm，拉伸速度250mm/min | 断裂强力≥产品标准规定值；CV≤5% |
| 含水率 | GB/T 7690.4 | 烘干法：(105±3)°C烘至恒重，计算失重百分比 | 玻璃纤维：≤0.2%；碳纤维：≤0.1% |
| 浸润剂含量 | GB/T 7690.5 | 灼烧法：(625±20)°C灼烧至恒重（适用于玻璃纤维）；萃取法（适用于碳纤维） | 偏差≤±0.2%标称值（如标称1.0%，则范围0.8%~1.2%） |
| 直径 | GB/T 7690.6 | 显微镜法/激光法：测量不少于20根单丝，取算术平均值 | 玻璃纤维单丝：5μm~24μm；碳纤维单丝：7μm；变异系数≤5% |
4.1 标准总体架构
GB/T 7690系列标准并非一次修订完成，而是由6个独立的部分组成，各部分之间逻辑独立但数据关联。以下为各部分导航：
4.2 章节与附录的引用关系
在应用本系列标准时，应注意：各部分之间不存在交叉引用，但所有部分在引用产品标准（如GB/T 18370）时会被整体引用。每个部分的第1章（范围）和第2章（规范性引用文件）是阅读的起点，第7章（试验报告）是数据记录的核心。
5.1 第一代标准（1990年代）
GB/T 7690系列标准最早于1990年代首次发布，当时仅包含线密度、捻度和断裂强力三个部分。该版本主要参考了国际标准ISO 1889、ISO 1890和ISO 3341，但技术内容相对简略，对试验环境（温湿度）和预张力的规定不够严格，导致不同实验室间的数据复现性较差。
5.2 第二代标准（2000年代）
2000年代初，随着我国复合材料产业的快速发展，对纱线检测的精度和一致性提出了更高要求。2003年，该系列标准进行了第一次全面修订，增加了含水率和浸润剂含量两个部分（第4和第5部分），并引入了国际标准中的恒温恒湿环境要求（23°C±2°C，50%±10%RH）。同时，对捻度测定方法进行了细化，增加了退捻加捻法的操作规范。
5.3 现行版本（2013年修订）
2013年，该系列标准进行了第二次修订，形成了现行的6部分结构。主要变化包括：
6.1 线密度的测定（第1部分）
试验原理：通过称量已知长度纱线的质量，计算单位长度质量。公式为：线密度（tex）= 质量（g）/ 长度（m）× 1000。
试验装置：纱线测长仪（周长为1m的纱框）、分析天平（精度0.1mg）、预张力装置（根据纱线类型施加0.05cN/tex~0.5cN/tex的张力）。
试样：从卷装上退绕至少10m纱线，截取100m或200m作为试样。每个样品至少测试3个试样。
试验步骤：将纱线在测长仪上绕取规定长度，施加预张力后切断，立即称量。记录质量并计算线密度。
输出参数：线密度平均值（tex）、标准偏差、变异系数。
工程意义：线密度是计算纤维体积含量的基础参数。在复合材料成型工艺中，若线密度偏差过大，会导致制品的纤维含量波动，进而影响力学性能的均匀性。例如，在风电叶片生产中，纱线线密度的波动必须控制在±2%以内，否则叶片不同部位的强度分布将不一致。
6.2 捻度的测定（第2部分）
试验原理：直接计数法：在规定的张力下，直接计数一定长度纱线上的捻回数。退捻加捻法：将纱线退捻至单丝平行，再反向加捻至初始状态，通过计数器读取总捻回数。后者适用于高捻度纱线。
试验装置：捻度试验机（可夹持250mm或500mm试样，具备退捻/加捻功能）、预张力装置（施加0.05cN/tex~0.5cN/tex的张力）。
试样：从卷装上退绕约1m纱线，截取250mm或500mm作为试样。每个样品至少测试10个试样。
试验步骤：将纱线夹持在捻度试验机的两个夹钳之间，施加预张力。直接计数法：旋转一个夹钳，直至纱线中的单丝完全平行，记录旋转圈数。退捻加捻法：设定退捻圈数，再反向加捻至初始状态，记录总圈数。
输出参数：捻度平均值（turns/m）、捻向（S捻或Z捻）、变异系数。
工程意义：捻度影响纱线的集束性和加工性。对于用于织造的纱线，过高的捻度会导致织物硬挺、手感差；过低的捻度则会使纱线在织造过程中起毛、断头。例如，在碳纤维织物生产中，无捻粗纱的捻度必须严格控制在0 turns/m，以保证纤维的平直度和铺层均匀性。
6.3 断裂强力的测定（第3部分）
试验原理：在等速伸长（CRE）试验机上，以规定的拉伸速度拉伸纱线试样，记录断裂时的最大力值和伸长量。
试验装置：万能材料试验机（配备气动或手动平钳夹具，夹持面应有橡胶或齿纹防滑）、隔距设定装置（500mm）、预张力装置（0.05cN/tex~0.5cN/tex）。
试样：从卷装上退绕至少2m纱线，截取550mm~600mm长试样，有效隔距500mm。每个样品至少测试5个试样。
试验步骤：将试样夹持在上下夹钳中，施加预张力后锁紧。以250mm/min的速度拉伸，直至断裂。记录断裂强力（N）和断裂伸长率（%）。
输出参数：断裂强力平均值（N）、断裂伸长率平均值（%）、断裂强力变异系数（CV%）。
工程意义：断裂强力是纱线力学性能的核心指标。在复合材料结构设计中，纱线的拉伸强度直接决定了制品的承载能力。例如，在压力容器缠绕工艺中，若碳纤维纱线的断裂强力低于标称值的95%，则容器的爆破压力将无法满足设计要求。
| 要求项 | 具体规定 |
|---|---|
| 试样类型 | 从卷装上直接退绕的连续纱线，无接头、无打结、无明显的毛丝或缺陷。对于有捻纱，需标明捻向（S或Z）。 |
| 试样尺寸 | 线密度：100m或200m；捻度：250mm或500mm；断裂强力：有效隔距500mm，总长550mm~600mm；含水率/浸润剂含量：约10g~20g；直径：截取约50mm长单丝束。 |
| 试样数量 | 线密度：至少3个；捻度：至少10个；断裂强力：至少5个；含水率/浸润剂含量：至少2个；直径：至少20根单丝。 |
| 状态调节 | 所有试样在测试前应在标准大气条件下（23°C±2°C，50%±10%RH）放置至少24小时。含水率测试试样应避免吸湿，从包装中取出后立即放入密封容器。 |
| 取样原则 | 从卷装的外层、中层和内层分别取样，以代表整卷纱线的质量均匀性。取样时避免损伤纱线表面。 |
8.1 监督抽检与质量仲裁
在市场监管部门对增强材料产品进行质量监督抽检时，GB/T 7690系列标准是判定纱线产品是否合格的依据。例如，在玻璃纤维无捻粗纱的抽检中，若线密度偏差超过±5%或捻度不为0，则判定为不合格。在质量仲裁中，双方实验室必须严格按照本系列标准规定的环境条件和操作步骤进行测试，否则测试结果不具有法律效力。
8.2 消防验收与出厂检验
对于应用于防火材料（如防火布、防火毯）的纱线，其捻度、断裂强力等指标直接影响产品的阻燃性能和结构完整性。在消防验收中，检验机构会依据本系列标准对纱线进行检测，确保其满足相关产品标准（如GB/T 18370）的要求。在出厂检验中，制造商需每批次进行线密度和断裂强力测试，作为产品合格证的依据。
8.3 CMA扩项与实验室认可
第三方检测机构在申请CMA（检验检测机构资质认定）或CNAS（中国合格评定国家认可委员会）扩项时，GB/T 7690系列标准是常用的扩项参数。实验室需要配备测长仪、捻度试验机、万能材料试验机、烘箱、马弗炉、显微镜等设备，并建立标准操作程序（SOP）。在评审过程中，评审员会重点关注捻度测试的退捻加捻法操作细节，以及浸润剂含量测试的灼烧温度控制。
8.4 企业研发与工艺优化
在复合材料制造企业的研发部门，本系列标准用于评估新型纱线（如低捻度高强玻璃纤维纱）的性能。研发人员通过测试不同捻度下的断裂强力，优化纱线结构以平衡加工性与力学性能。例如，在风力发电叶片用拉挤板材的研发中，通过测试不同浸润剂含量下的层间剪切强度，确定最佳的浸润剂配方。
Q1：在测定捻度时，为什么有时直接计数法和退捻加捻法的结果不一致？
A1：两种方法的原理不同。直接计数法适用于低捻度（一般<50 turns/m）的纱线，通过肉眼直接观察捻回数；退捻加捻法适用于高捻度纱线，通过机械退捻和加捻来计数。当纱线存在残余扭矩或内部结构不均匀时，退捻加捻法的结果更准确。根据GB/T 7690.2-2013第5.3条，仲裁试验应使用退捻加捻法。建议在日常检测中，根据纱线类型选择方法，并在报告中注明所用方法。
Q2：在测定浸润剂含量时，灼烧法是否适用于所有类型的增强材料纱线？
A2：不适用。灼烧法（GB/T 7690.5-2013，方法A）仅适用于玻璃纤维纱线，因为玻璃纤维在（625±20）°C下不会发生质量损失。对于碳纤维、芳纶等有机纤维，灼烧会破坏纤维本身，应采用萃取法（方法B）。萃取法使用丙酮、二氯甲烷等溶剂，在索氏萃取器中萃取至少4小时。具体溶剂选择可参考标准附录E。
Q3：如果纱线的断裂强力测试结果变异系数（CV）很大，可能是什么原因？
A3：CV值大通常由以下原因导致：1）纱线本身质量不均匀，如卷装内外层性能差异大；2）取样不规范，试样中存在毛丝、接头或损伤；3）试验条件不标准，如温湿度波动或拉伸速度偏差；4）夹具问题，如夹持力不均导致纱线在钳口处断裂。根据GB/T 7690.3-2013第8.2条，若CV>5%，应重新测试至少10个试样，并检查上述因素。
Q4：在配方调整时，如何根据浸润剂含量测试结果优化浸润剂施加量？
A4：首先，通过GB/T 7690.5-2013测定当前纱线的浸润剂含量。如果实测值低于标称值的下限（如标称1.0%，实测0.7%），说明浸润剂施加不足，应增加涂覆辊的转速或提高浸润剂浓度。如果实测值高于上限（如1.5%），说明施加过量，应降低涂覆量。调整后，重新取样测试，直至浸润剂含量稳定在目标范围内（±0.2%）。注意，调整后还需验证复合材料的层间剪切强度（ILSS），以确保界面结合性能不受影响。
Q5：在进行线密度测试时，是否需要考虑纱线的含水率？
A5：是的。根据GB/T 7690.1-2013第6.1条，线密度测试应在标准大气条件下进行，但纱线在实际环境中会吸湿或放湿，导致质量变化。标准规定，线密度结果应修正至干态质量。修正公式为：干态线密度 = 实测线密度 × [100 / (100 + 含水率%)]。因此，需要先按GB/T 7690.4-2013测定含水率，再进行修正。如果忽略含水率，会导致线密度偏高（对于吸湿性纤维如芳纶，偏差可达2%~3%）。
Q6：在实验室间比对中，如何确保GB/T 7690系列标准测试结果的可比性？
A6：确保可比性的关键因素包括：1）所有实验室必须使用相同的标准版本（2013版）；2）严格按照标准规定的环境条件（23°C±2°C，50%±10%RH）进行状态调节和测试；3）使用相同型号和精度的设备；4）对操作人员进行统一培训，特别是捻度测试的退捻加捻法操作；5）定期参加能力验证计划。GB/T 7690.3-2013第10章给出了断裂强力测试的重复性限（r）和再现性限（R），可用于评估比对结果的有效性。
Q7：对于碳纤维纱线，测定直径时为什么推荐使用激光法而不是显微镜法？
A7：碳纤维单丝直径细（约7μm），且为黑色不透明材料，在显微镜下难以清晰分辨边界，导致测量误差较大。激光法（GB/T 7690.6-2013，方法B）利用激光衍射原理，可快速、准确地测量大量单丝的平均直径，且不受纤维颜色的影响。标准附录F指出，激光法的测量不确定度（≤0.2μm）显著优于显微镜法（≤0.5μm）。因此，对于碳纤维，建议优先使用激光法。
结论1：GB/T 7690系列标准是增强材料纱线质量检测的通用方法标准，覆盖线密度、捻度、断裂强力、含水率、浸润剂含量和直径六项关键参数。
结论2：线密度测试必须修正至干态质量，忽略含水率修正会导致测试结果偏高2%~3%（对于吸湿性纤维）。
结论3：捻度测定中，仲裁试验应使用退捻加捻法，直接计数法仅适用于低捻度纱线（<50 turns/m）。
结论4：断裂强力测试的拉伸速度必须为250mm/min，隔距为500mm，变异系数（CV）应控制在5%以内。
结论5：浸润剂含量测试中，玻璃纤维应使用灼烧法（625°C），碳纤维应使用萃取法（溶剂为丙酮或二氯甲烷）。
结论6：直径测定中，碳纤维推荐使用激光法，其测量不确定度（≤0.2μm）优于显微镜法（≤0.5μm）。
结论7：所有测试前，试样必须在标准环境（23°C±2°C，50%±10%RH）中状态调节至少24小时。
结论8：纱线线密度偏差应控制在标称值的±5%以内，浸润剂含量偏差应控制在±0.2%以内。
结论9：本系列标准被GB/T 18370-2014、GB/T 26752-2011等产品标准直接引用，是产品合格判定的技术依据。
结论10：在实验室间比对中，应使用相同标准版本、统一环境条件和设备，并参考标准给出的重复性限和再现性限评估结果有效性。
11.1 权威信源外链
11.2 相关标准编号
本文基于国家能力项目库2026年7月版数据和GB/T 7690.1-2013~.6-2013标准正式文本编写。具体检测参数及限值仅供参考，检验判定请以国家标准正式文本和CMA资质检测机构出具的检测报告为准。
发布时间：2026年7月15日 | 数据版本：能力项目库2026-07-01 | 下次更新建议：标准修订发布时
