芳纶纤维增强复合材料的机械加工实例研究

在复合材料应用范围不断拓展的背景下,对复合材料加工性能提出了更高的要求。而芳纶纤维复合材料的应用,有望加强复合材料加工性能。因此,以芳纶纤维性质为切入点,阐述了芳纶纤维材料缺陷,分析了芳纶纤维增强复合材料优势,并以医疗床板中芳纶纤维增强复合材料加工为例,对芳纶纤维在增强玻璃布及树脂的机械加工性能进行了分析。     

芳纶纤维/AFR树脂复合材料界面粘结性能的研究

为了改善芳纶纤维复合材料的界面粘结性能,合成了一种新型树脂(AFR)作为基体,以未经任何表面处理的芳纶纤维作增强材料,制备了芳纶纤维/AFR复合材料。采用测定表面能、接触角、层间剪切强度、横向拉伸性能和扫描电镜观察形貌等方法,从宏观和微观等方面研究了芳纶纤维/AFR复合材料的界面粘结性能。结果表明,AFR树脂与芳纶纤维有相近的表面能,AFR树脂溶液与芳纶纤维的接触角为42.8°,而环氧树脂(EP)与芳纶纤维的接触角为68°,说明AFR树脂对芳纶纤维的润湿性优于EP树脂;芳纶/AFR复合材料的层间剪切强度、横向拉伸强度和纵向拉伸强度分别为74.64MPa、25.34MPa和2256MPa,比芳纶/EP复合材料的相应强度分别提高了28.7%、32.5%和13.4%,其复合材料破坏面的形貌也说明芳纶纤维与AFR树脂之间的界面粘结性能较好。     

芳纶纤维及其复合材料的研究进展

介绍芳纶纤维的性能和研究现状、芳纶纤维复合材料的应用以及芳纶复合帘线的开发和性能改进。芳纶纤维具有多种独特性能,国内外对芳纶纤维进行了广泛研究,芳纶纤维制备与应用技术难题不断被攻克,芳纶纤维的应用越来越广泛。芳纶纤维生产现主要集中在美国、日本和欧洲,近年来我国芳纶纤维的产业化发展迅速。芳纶纤维复合材料在军用和民用领域均得到广泛应用。芳纶复合帘线主要分为合股复合帘线和芯皮结构复合帘线。芳纶复合帘线改进的性能主要有耐压缩疲劳性能、拉伸性能和粘合性能。     

长芳纶纤维增强抗冲共聚聚丙烯复合材料的研究

以抗冲共聚聚丙烯为基体,通过熔融浸渍拉挤工艺和密炼工艺制备长芳纶纤维增强抗冲共聚聚丙烯复合材料。研究了不同加工工艺、长芳纶纤维用量对复合材料性能的影响。结果表明,长芳纶纤维的加入可以明显提高复合材料的拉伸强度、弯曲强度、维卡软化温度及硬度,但韧性降低。熔融浸渍拉挤工艺制备的复合材料的性能明显优于密炼工艺制备的复合材料的性能。扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明,长芳纶纤维与抗冲共聚聚丙烯基体的相容性很差。动态力学行为表明,长芳纶纤维的加入使复合材料的抗形变能力显著增加。实验证明,使用长芳纶纤维进行增强,可以使复合材料的性能有较大提高,但其界面相容性有待改进。     

磷酸酯偶联剂改性芳纶纤维增强聚丙烯复合材料的性能研究

采用磷酸酯偶联剂对芳纶纤维表面进行接枝改性,研究了实验条件和纤维含量对芳纶纤维增强聚丙烯(PP)复合材料力学性能的影响,并用电子扫描显微镜观察了PP复合材料的微观形态结构。结果表明:磷酸酯偶联剂成功接枝到芳纶纤维表面上,使芳纶纤维和PP的界面黏结性能得以明显改善。芳纶纤维可以显著地提高PP复合材料的力学性能当,其含量为20%时复,合材料的综合性能最优。     

F-12和国产芳纶Ⅲ纤维/环氧单向复合材料力学性能和强度对比分析

采用单向复合材料缠绕型式,对F-12和国产芳纶Ⅲ纤维增强环氧复合材料进行力学性能测试,考核了两种芳纶纤维/环氧复合材料界面黏结性能,并进行拉伸破坏机理与强度分析,获得了强度参数值.结果表明:两种芳纶纤维单向复合材料具有明显的各向异性特征,轴向力学性能远高于径向力学性能;F-12/环氧复合材料力学性能优于国产芳纶Ⅲ/环氧复合材料性能;两种复合材料纤维/树脂界面粘接较差.     

不同纤维增强对PZT/PVA复合材料性能影响的研究

压电陶瓷复合材料较低的力学性能限制其应用。为进一度探究纤维种类及掺量对锆钛酸铅(PZT)/聚乙烯醇(PVA)复合材料性能影响规律,对不同纤维掺量下碳纤维/PZT/PVA、芳纶纤维/PZT/PVA复合材料开展电学及力学性能测试,分析纤维种类、掺量及PZT/PVA体积比对试件介电、压电性能及弯曲、拉伸性能的影响规律,并结合电镜扫描(SEM)分析纤维掺量对试件性能的影响。结果表明,少量的纤维掺量能够提高复合材料的电学性能,过量的纤维使得复合材料结构孔隙结构增加,介质常数和压电常数均减小,介质损耗增大。7%芳纶纤维/0.5PZT/0.5PVA、5%芳纶纤维/0.6PZT/0.4PVA、3%芳纶纤维/0.7PZT/0.3PVA复合材料的介电性能和压电性能较高。芳纶纤维掺量为9%时,芳纶纤维/0.5PZT/0.5PVA、芳纶纤维/0.6PZT/0.4PVA、芳纶纤维/0.7PZT/0.3PVA、芳纶纤维/0.8PZT/0.2PVA复合材料的弯曲强度分别提高了10.72%、14.49%、13.85%及16.78%,拉伸强度分别提高了24.04%、23.94%、27.00%和28.52%。纤维在试件内...     

芳纶纤维复合材料在天线工程中的应用

简要介绍芳纶纤维的性能和特点，以及芳纶纤维复合材料在雷达天线罩、双频选择反射器、轻型结构天线及特种电路基板等方面的国内外应用情况，指出了我国应着重研究与芳纶纤维复合的高介电性能的树脂体系，提高芳纶复合材料的层间强度，并扩展芳纶纤维与其它纤维的混杂应用。     

对位芳纶复合材料的研究进展

本文介绍了高性能纤维对位芳纶材料的性能、复合材料分类及应用研究进展,对比分析了对位芳纶材料与碳纤维,高强聚乙烯从纤维到复合材料方面的优缺点,并对今后国内对位芳纶复合材料产业的发展提出了一些建议。     

芳纶纤维增强树脂基复合材料的界面粘结性能研究

为了改善芳纶纤维增强树脂基复合材料的界面粘结性能,从树脂基体入手,依据相似相容原理和芳纶的结构特点,合成出新型热固性树脂(AFR–T)用作芳纶复合材料的基体,以未经表面处理的芳纶作增强材料,采用热压成型法制备了AFR–T/芳纶纤维复合材料,并通过测定溶度参数、接触角、线膨胀系数、层间剪切强度(ILSS)和横向拉伸强度等方法研究了复合材料的界面粘结性能。结果表明,AFR–T树脂浇注体与芳纶的溶度参数相近,AFR–T树脂溶液在芳纶纸表面的接触角为36.9°,小于环氧树脂(EP)溶液与芳纶纸的接触角(53.2°),说明AFR–T树脂对芳纶的浸润性优于EP;AFR–T/芳纶纤维复合材料的ILSS和横向拉伸强度为73.0 MPa和25.3 MPa,分别比EP/芳纶纤维复合材料提高了25.9%和32.5%,这表明AFR–T树脂与芳纶纤维之间的浸润性和界面粘结性能较好。     

芳纶及其复合材料产品在体育器材上的应用

介绍了芳纶复合材料产品应用在体育器材上的优势,以典型实例阐述芳纶及其复合材料产品用于运动器材可以帮助运动员提高成绩。芳纶与其他纤维混杂制成复合材料是当今复合材料重点研究内容之一,改善已研制出的芳纶的缺陷是当今高分子材料学的一个重要任务。     

芳纶针织物复合材料力学性能研究

为探究芳纶针织物复合材料的力学性能,用电子织物强力机对平板硫化机制得的芳纶针织物复合材料进行拉伸、弯曲、压缩性能测试,结果表明:芳纶针织物增强复合材料为非脆性破坏;经硅烷偶联剂处理有效地提高了芳纶针织物增强复合材料的抗拉、抗弯、抗压强度;罗纹空气层组织的抗拉、抗弯及抗压性能优于满针罗纹组织。     

表面处理芳纶纤维在丁羟橡胶中的应用

为改进芳纶纤维的表面光滑、化学惰性强、与橡胶黏结性能差等缺点,用硅烷偶联剂KH-550对其表面进行改性处理.用电子能谱仪(ESCA)和扫描电镜(SEM)对改性后的纤维和丁羟橡胶表面进行了测试,结果表明:C元素的含量明显下降,N和O元素的含量提高,纤维表面活性提高.制得芳纤/丁羟橡胶复合材料的拉伸强度由未处理的2.58 MPa提高到处理后的3.22 MPa.处理后,由SEM得到芳纶纤维丁羟橡胶复合材料表面的丁羟橡胶量增加.在KH-550的质量分数为5%、处理时间为5 h的条件下,芳纶纤维的处理效果最佳.     

纤维材料在航空领域的应用

随着航空工业的迅速发展,芳纶、碳纤维等高技术纤维材料及其复合材料得到了广泛应用。介绍了航空复合材料的要求和特点,并对降落伞、个体防护装备、弹射座椅等航空用纺织材料及其要求进行了重点介绍。     

改性芳纶纬编增强体复合材料力学性能的研究

为探讨芳纶纬编增强体复合材料的力学性能,以对位芳纶为原料,采用LiCl/无水乙醇溶液对芳纶表面进行改性处理,设计并编织1+1满针罗纹和罗纹空气层2种组织织物增强体,以E-51环氧树脂为基体,应用手糊成型技术制备芳纶纬编增强体平板复合材料。采用YG026D型电子织物强力机对制备的芳纶纬编增强体复合平板材料的经纬向拉伸、弯曲、压缩以及层间剪切性能进行测定。结果显示:经LiCl/无水乙醇络合溶液处理的芳纶纬编增强体复合材料的各项力学性能均有所提高,且经向的各项力学性能优于纬向。在拉伸、弯曲性能方面,罗纹空气层芳纶纬编增强体平板复合材料优于1+1满针罗纹芳纶纬编增强体复合材料。     

对位芳香族聚酰胺纤维及其增强复合材料的发展

介绍了对位芳香族聚酰胺纤维(对位芳纶)特别是聚对苯二甲酰对苯二胺纤维的国内外发展情况,包括纤维品种、产量、性能和该类纤维作为先进复合材料骨架的发展情况。指出我国发展包括芳纶Ⅲ在内的对位芳纶产业的必要性和紧迫性,以及芳纶表面改性、树脂基体及增强复合材料的研究重点和方向。     

PEO在芳纶纸基复合材料开发中的应用研究

芳纶纸基复合材料是目前最高档绝缘材料之一,同时也是航空、航天、国防、电子、通讯等领域中的重要材料。针对国内芳纶纸研制中长期存在的匀度不良而导致的性能不佳的问题,重点研究了开发过程中关键技术助剂PEO的应用。探讨了PEO的用量与纸张性能的关系,以及PEO的作用机理。采用特殊的分散技术与纸页成型工艺及设备,提高成纸的匀度,解决以往芳纶纸制备中存在的纸页匀度差、强度低、性能不够稳定等问题,目前研制的芳纶纸产品性能已接近杜邦同类产品性能标准。     

Preparation and properties of a p‐aramid fabric composite impregnated with a magnetorheological fluid for body armor applications

A polyurethane (PU)‐magnetorheological fluid (MRF)/p‐aramid fabric composite was fabricated, and its mechanical properties were subsequently investigated. The contribution of the PU‐MRF matrix to the impact resistance of the system was then discussed. MRFs consist of stable suspensions of magnetite particles within a carrying fluid. Therefore, when an external magnetic field is applied, the MRFs exhibit drastic and reversible changes in rheological properties as a result of the field‐induced ordering of the particulate phase. We then attempted to develop new and enhanced bulletproof materials by incorporating MRF and PU in a p‐aramid fabric. It was found that when a magnetic field was applied, the mechanical properties of the PU‐MRF/p‐aramid fabric composite improved. It was also found that adding a PU matrix improves the impact performance of the PU‐MRF/p‐aramid fabric composite, relative to a neat p‐aramid fabric and a MRF/p‐aramid fabric composite with similar areal density. The improved impact performance of the PU‐MRF/p‐aramid fabric composite appears to be because the PU film and MRF enable different energy absorbing mechanisms, including particle friction, fabric/matrix debonding, matrix cracking, and delamination, which are not observed in neat p‐aramid fabric systems. The findings of this study are thought to be important from a design viewpoint of soft armors. POLYM. ENG. SCI., 55:729–734, 2015. © 2013 Society of Plastics Engineers     

典型高性能芳纶及其复合材料性能研究

对Kevlar-49、Armos和国产芳纶Ⅲ高性能芳纶进行力学性能和复合材料界面性能分析,并结合纤维表面形貌分析探讨了这几种芳纶及其复合材料的性能以及影响因素。结果表明,在对位芳纶高分子链上引入杂环结构,可以极大的提高芳纶的力学性能,从而提高其复合材料性能;同时芳纶表面形貌也对其复合材料性能造成影响。     

芳纶无纬布产品研究进展

综述了国内外芳纶无纬布制备技术的发展及其原材料芳纶的技术状态,包括美国、日本、欧洲等国家已经产业化的对位芳纶产品的种类,在全球实现商业化生产的间位芳纶和杂环芳纶的生产线情况以及我国逐渐兴起的芳纶生产线技术等。分析了采用芳纶无纬布制备的防弹产品,为抵御不同防弹级别在单层及复合结构上的设计特点,探讨了新一代芳纶无纬布产品采用的新技术与应用的新领域,以及其在功能上的集成与革新,展望了未来芳纶无纬布相关技术的发展趋势。