水溶性上浆剂改性芳纶增强环氧复合材料界面研究

为提高芳纶与环氧树脂间的界面结合力,本文开发了一种新型水溶性上浆剂,该上浆剂具有环保,不改变原有工艺等特点。该上浆剂能在芳纶表面通过自组装形成一层单分子层,该单分子层可以参与环氧树脂的固化,增大复合材料层间剪切强度,上浆后界面剪切强度提高23.81%,该方法可以在不损伤芳纶本身性能前提下提高与环氧树脂间的界面剪切强度,并且可以修复纤维表面的缺陷。     

PBO纤维复合材料抗弹性能研究

采用铺层模压的方式制备了聚对苯撑苯并二恶唑(PBO)纤维织物增强复合材料,并研究了其防弹特性。通过大量实弹试验,分析了不同树脂基体、不同纤维含量、不同铺层方式等因素对PBO纤维复合材料抗弹性能的影响。结果表明,采用EVAC胶膜作为树脂基体,PBO纤维体积分数在70%～80%时,其复合材料的抗弹性能最佳。     

PBO纤维热稳定性研究

根据引起聚对亚苯基苯并双恶唑(PBO)纤维老化的主要因素,选择温度分别对热氧老化与湿热老化中的影响进行了实验与分析。研究显示,在200℃条件下6 d的热氧后,PBO-HM和PBO-AS纤维的抗断裂强度分别为初始强度的86.0%与79.8%;经过6 d相对湿度为80%,温度为95℃的湿热老化,PBO-HM和PBO-AS纤维的强度分别为初始强度的90%和92%。结果表明,随着温度升高,热氧老化和湿热老化都会使PBO纤维的强度下降。     

芳纶复合材料抗钨球性能研究

通过弹道试验研究了热固性、热塑性两类树脂基体的芳纶复合材料对钨球的抗贯穿性能,分析了芳纶复合材料对钨球的防护机理,并与装甲钢对钨球的防护性能进行对比分析,实验结果表明:芳纶复合材料与装甲钢相比有更加优异的抗钨球性能,相同面密度时,抗钨球性能提高1.5倍左右;相同防护性能条件下,减重可以接近一半.     

抗弹复合材料在舰船防护上的应用研究

反舰导弹战斗部的高速爆炸破片被认为是大中型水面舰船的主要威胁。针对该威胁的防护需求,介绍了具有优异防破片性能的纤维抗弹复合材料的特点,并对在舰船防护领域具有较大应用前景的玻璃纤维抗弹复合材料、芳纶纤维抗弹复合材料和超高分子量聚乙烯纤维抗弹复合材料进行了应用研究概述。最后针对这三种纤维抗弹复合材料的各自特点提出了在舰船防护应用方面的一些建议。     

芳纶纤维抗弹复合材料研究进展

综述用于防弹领域的树脂/芳纶纤维复合材料的研究现状,介绍芳纶纤维的分类和性能,并对芳纶纤维抗弹复合材料的应用、性能表征及抗弹性能的影响因素和抗弹机理进行阐述,对存在的问题及未来的发展进行了论述和展望.     

纤维增强复合材料三明治板的破片穿甲实验

研究了钢板-纤维增强复合材料板-钢板构成的三明治结构对破片的防护性能。通过破片模拟弹丸(FSP)高速撞击不同结构三明治板实验, 获得FSP弹丸贯穿16种三明治板的弹道极限, 分析结构特征对纤维增强复合材料三明治板比吸收能的影响。结果表明, 叠层芳纶、玻纤基三明治板较单层结构三明治板比吸收能分别提高了8.31%和16.09%, 8 mm面板+8 mm夹层+6 mm背板芳纶、玻纤基三明治板较4 mm面板+8 mm夹层+10 mm背板的芳纶、玻纤基三明治板比吸收能分别提高了37.72%和25.35%; 芳纶、玻纤基三明治板的比吸收能均随复合材料夹层厚度的增加呈指数递增, 夹层基板的抗拉性能是影响三明治板比吸收能的重要因素; 同面密度下, 厚面板、薄背板及多层叠合夹层结构的三明治板具有更高的比吸收能。     

热处理工艺对PBO纤维拉伸性能影响

针对研究较少的聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维热处理工艺进行研究,通过控制热处理气氛、热处理温度、热处理停留时间和预加应力4个参数,对初纺丝PBO(PBO–AS)纤维的热处理工艺进行优化,得到拉伸性能大幅提高的PBO–HM纤维。利用电子织物强力仪对PBO–HM纤维的拉伸性能进行测试,发现热处理氛围为N2时PBO–HM纤维的性能更为优异;热处理温度控制在550℃以下时,热处理温度越高,热处理后得到的PBO–HM纤维的拉伸弹性模量越高,但热处理停留时间延长会使拉伸强度降低;预加应力有助于PBO–HM纤维拉伸弹性模量的增加。经分析得出,最优热处理温度为550℃,热处理停留时间为53.3 s,预加应力为5.48 c N/dtex,得到的PBO–HM的拉伸性能较优。     

PBO纤维热处理技术及其应用研究进展

对国内外聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维热处理工艺技术、PBO纤维热处理工艺机理研究进展、高模量PBO纤维的性能及应用进行了综述,对比了国内外成果及研究差距。阐明了国内PBO纤维关于热处理工艺研究尚处于试验阶段,虽能够小批量制备PBO高模量纤维,但与Toyobo公司产Zylon-HM纤维相比,在强度保持率、模量增长率、性能稳定性、产量及类型等方面还有差距。PBO纤维具有高强度、高模量、耐高热等性能,在航空航天、国防军工等领域的增强材料、耐高温、耐烧蚀材料之中,具有良好的应用前景和较高的市场价值。     

芳纶复合材料对球形弹丸的抗贯穿性能研究

以芳纶纤维织物为增强材料、聚氨酯为树脂基体的芳纶复合材料,进行了2.05 g钨合金球、1.03 g钢球和4.50 g钢球的抗贯穿性能研究,并分析了芳纶复合材料对以上3种典型球形弹丸的抗弹性能差异。试验结果表明:芳纶复合材料的抗贯穿性能与测试过程中采用的弹丸种类有关,采用2.05 g钨球时较低,采用1.03 g钢球时较高,采用4.50 g钢球时居中。进而提出了一种新的芳纶复合材料抗贯穿性能表征方法,即直接作用面积比吸收能(PSEA)法。PSEA值在芳纶复合材料受到材质相同的球形弹丸冲击时基本相同,据此在芳纶复合材料对某种球形弹丸的弹道极限速度已知时,可计算出对其它球形弹丸的弹道极限速度。验证结果表明:弹道极限速度的计算值和实测值相差1%~6%.