不同层数的超高分子量聚乙烯纬平针织复合材料冲击损伤

研究了不同层数超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维/环氧树脂纬平针织复合材料的冲击性能,并讨论了其冲击损伤模式。复合材料板分别为4、6、8层纬平针织结构,采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺层合而成,以不同的冲击能量(10~55J)冲击复合材料板直至层合板被穿透,得到冲击能量与吸收能量关系图以及接触力-挠度曲线。分析了不同冲击能量下,复合材料中织物的损伤形式和破坏过程。研究结果表明:在3种针织结构复合材料中,8层纬平针织结构承受载荷的能力最强,6层纬平针织结构次之,4层纬平针织结构最差;随着冲击能量的增加,3种试样的冲击挠度均增大;基体开裂、纤维断裂是试样被渗透时有效的损伤模式,基体和纤维断裂是试样被穿孔时有效的损伤模式。     

织物导湿性能的试验研究

探讨织物经纬密、织物组织等对其导湿性能的影响。设计了10种织物,包括9种不同经纬密和织物组织的棉织物和1种Coolmax斜纹织物,介绍了每种织物的规格;采用条带芯吸法测试了各试样的经纬向芯吸高度,并进行了分析;同时,测试了试样5不同测试宽度的芯吸高度;计算对比了经密均为200根/10cm的不同织物的透湿率。结果表明:棉织物导湿性随着经密的增大变化规律不明显,且经纬密差值也影响其导湿性;3种基础组织的织物导湿性不同,其中斜纹织物导湿性最好,缎纹次之,平纹最差。认为:Coolmax织物的导湿性明显高于棉织物。     

UHMWPE纤维纬编针织复合材料的制备工艺研究

以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维为原料,实现其在电脑横机上的编织,将6层纬平针织物、6层罗纹织物以及6层畦编织物分别通过真空辅助树脂传递模塑成型技术(VARTM)复合成复合材料板。VARTM工艺的最大优点是模具简单、成本低、模具抽真空形成负压使纤维与树脂分布更均匀。综合考虑UHMWPE纤维特点及VARTM工艺的工艺条件,实验用树脂为粘度低、浸润性好的环氧树脂;为使制备的复合材料均衡对称,采用(0°,90°)3s铺层方式;成功制备出了比较理想的纬平针、罗纹和畦编UHMWPE纤维纬编针织增强复合材料,为后续UHMWPE纤维纬编针织复合材料力学性能的研究及其拓展领域的应用奠定了一定的理论和实验基础。     

不同结构UHMWPE纤维纬编针织复合材料压缩性能

针对高性能超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维的特性,成功编织出纬平针、罗纹、畦编3种针织物。采用真空辅助树脂传递模塑成型（VARTM）技术,分别制备出6层纬平针、6层罗纹以及6层畦编织物复合材料板。对3种结构复合材料进行压缩试验,并比较分析了比压缩强度-应变曲线、比压缩能量-应变曲线、比压缩能量-应变拟合曲线,分析了压缩过程中的能量吸收情况及材料的破坏形式。结果表明:纬平针结构复合材料的比压缩强度和比压缩能量均最大,其次是罗纹,畦编最小;且3种结构复合材料的压缩破坏过程均不属于脆性破坏;由于材料表现出较好的柔韧性,试样的比压缩能量与压缩应变呈线性相关;相同结构复合材料纵、横向比压缩强度-应变曲线和比压缩能量-应变曲线几乎重合。基体沿增强结构呈分层现象的破坏和树脂的塑性变形是材料的主要破坏形式。      

不同结构UHMWPE纤维纬编针织复合材料弯曲性能

以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维为原料,在电脑横机上编织出较理想的UHMWPE纤维纬平针、罗纹、畦编针织结构织物.采用VARTM工艺、(0°,90°)3s铺层方式成功制备了六层纬平针、六层罗纹以及六层畦编UHMWPE纤维纬编针织复合材料板.对三种复合材料板的弯曲性能及其影响因素进行研究,比较并分析其弯曲应力-挠度变化曲线和破坏形式.结果表明:三种UHMWPE纤维纬编针织结构增强复合材料的弯曲应力-挠度曲线具有非线性特征,曲线均类似于抛物线;其中,纬平针织结构复合材料的弯曲强度最大,罗纹次之,畦编最小;承受弯曲破坏的主要是树脂基体,没有出现增强体断裂、撕开等现象,表明由高强聚乙烯纤维制成的增强体材料具有较强的韧性与较高的强力.