芳纶与超高相对分子质量聚乙烯纤维纬编针织增强体

芳纶和超高相对分子质量聚乙烯纤维同为三大高性能纤维之一,由于其优异的力学性能,被广泛应用于军事防护、航天航空等重要领域。采用纬编针织的方法,经过多次试织,得到芳纶和超高相对分子质量聚乙烯纤维交织的较优编织工艺,并分析各组织特点。对下机后织物的厚度、密度和平方米克重进行测试,结果表明,这几种组织均满足作为复合材料增强体的要求。     

硅烷偶联剂改性超强聚乙烯纤维的性能表征

为充分发挥超强聚乙烯纤维作为复合材料增强体的补强作用,提高纤维与基体之间弱的界面黏结强度,采用硅烷偶联剂KH-550对超强聚乙烯纤维进行了表面改性。全自动单一纤维接触角测量发现改性后超强聚乙烯纤维的接触角减小了30.03%;场发射扫描电镜发现改性后超强聚乙烯纤维的表面由光滑变为粗糙且凹槽深度加深;傅里叶变换红外光谱测试发现改性后的超强聚乙烯纤维出现伯胺基团的弯曲振动和Si-O的特征吸收峰;X射线衍射测试发现改性后超强聚乙烯纤维的衍射峰位置略微发生了变化,且纤维的结晶度增大;热重同步分析发现改性后纤维的残炭率提高了0.56%。     

芳纶表面化学处理方法新进展

芳纶作为一种高性能纤维,具有优异的综合性能,并已作为重要的增强材料广泛应用于复合材料中。芳纶作为增强体用于复合材料时,由于纤维的高结晶度使其表面光滑、化学活性低,导致芳纶与基体的界面粘结性能差,因此需要对芳纶进行表面改性以提高与基体的界面粘结性能。本文通过介绍芳纶表面化学处理方法的一些新进展,探讨了如何提升复合材料中芳纶与基体的界面粘结性能。     

单因素优化超强聚乙烯纤维表面改性工艺

为使超强聚乙烯纤维更好地应用于复合材料中,采用硅烷偶联剂KH-550对超强聚乙烯纤维进行表面处理。通过单因素法分析硅烷偶联剂KH-550的处理浓度、处理时间、处理温度对超强聚乙烯纤维界面剪切强度和断裂强力的影响,得到硅烷偶联剂KH-550对超强聚乙烯纤维的较优改性工艺为:硅烷偶联剂KH-550质量分数为12.5%~17.5%,处理温度为45~55℃,处理时间为5~7 h。     

纬编针织交织复合材料的制备工艺研究

以芳纶纤维和超强聚乙烯纤维为原料,采用横机设计并编织3种交织增强体织物,对下机后各种织物的基本参数进行测试并分析各种组织的特点;总结了编织时容易出现的技术问题,给出了相应的解决办法。再以芳纶与超强聚乙烯纤维交织织物为增强体,环氧乙烯基酯树脂为基体,采用生产效率高、外形尺寸控制准确、对结构复杂制品可一次成型的模压成型工艺,制备出3种纬编针织交织增强体复合材料。     

超高相对分子质量聚乙烯纤维的低温等离子体处理

利用低温等离子体技术对超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维进行表面改性,用单因素试验和正交试验对改性后的UHMWPE纤维的静摩擦因数和断裂强力进行测试与分析,最终确定最优的等离子体改性工艺为压强50 Pa、功率100 W、时间180 s。对处理前后的UHMWPE纤维的毛细效应、表面形貌、红外光谱进行了测试和对比,结果发现:改性后的UHMWPE纤维的吸水性能明显增强,纤维表面变得凹凸不平,粗糙度和比表面积增大,纤维表面起伏数量增多,幅度变大,且出现了新的含氧官能团,有利于提高UHMWPE纤维表面的黏结性。     

纬编针织交织复合材料的制备工艺研究

以芳纶纤维和超强聚乙烯纤维为原料,采用横机设计并编织3种交织增强体织物,并对下机后各种织物的基本参数进行测试并分析各种组织的特点,同时总结了编织时容易出现的技术问题,并给出了相应的解决办法。再以芳纶与超强聚乙烯纤维交织增强体织物为增强体,环氧乙烯基酯树脂为基体,采用生产效率高,外形尺寸准确,对结构复杂制品可一次成型的模压成型工艺,制备出3种纬编针织交织增强体复合材料,为两种及以上交织增强体复合材料的应用与性能研究提供理论和实验依据。     

UHMWPE纤维立体成形针织复合材料的设计制作

采用333.33 tex/2 760 f的UHMWPE纤维编织立体成形针织物增强体,结合E-44环氧树脂和650聚酰胺树脂制作复合材料模型。结合编织试验,确定雷达罩、火箭、潜艇等模型的立体成形针织物编织参数,详细阐述模型规格、工艺设计要点、编织工艺等。通过手糊方式将环氧树脂涂覆于编织好的UHMWPE纤维立体成形针织物表面,制造出UHMWPE纤维立体成形针织物与环氧树脂复合材料模型,包括雷达罩模型、火箭模型、潜艇模型以及其他立体结构模型,为立体成形复合材料的研究提供参考。     

超高相对分子质量聚乙烯纤维表面改性方法新进展

超高相对分子质量聚乙烯纤维作为一种高性能纤维,被广泛应用于航天航空、汽车船舶、军事防护、医疗器械等各个领域。但由于超高相对分子质量聚乙烯纤维表面惰性大、化学活性低,与树脂等基体结合时的界面黏接性能差,因此需要对其进行表面改性,提高摩擦性和表面浸润性以改善与树脂基体之间的界面性能。介绍了近几年表面处理超高相对分子质量聚乙烯纤维的几种方法,探讨了表面改性是如何提高超高相对分子质量聚乙烯纤维与树脂等基体的界面强度。     

硅烷偶联剂表面改性UHMWPE纤维的工艺优化

以硅烷偶联剂KH-550在不同条件下处理超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维,采用正交实验方法,以硅烷偶联剂KH-550的浓度(A)、处理温度(B)、处理时间(C)为因素,以UHMWPE纤维的断裂强力、界面剪切强度(τ)为实验指标,研究了硅烷偶联剂KH-550处理UHMWPE纤维的最佳工艺条件。结果表明:UHMWPE纤维断裂强力的影响因素主次顺序为A,B,C,τ的影响因素主次顺序为B,A,C;硅烷偶联剂KH-550处理UHMWPE纤维的最优工艺为硅烷偶联剂KH-550质量分数17.5%,处理温度55℃,处理时间7 h,在此条件下得到的UHMWPE纤维的断裂强力为41.15 cN,断裂强力损失率为2.44%,τ为1.359MPa,τ的增加率为35.22%。