芳纶无纬布防刺性能初探

针对目前国内外对芳纶无纬布防刺性能研究较少的情况,以及目前防刺服柔软度较差的事实,从织造芳纶无纬布的水性胶粘剂的胶膜本身耐穿刺性能入手,并对无纬布进行后期处理,开创性地将芳纶无纬布应用于防刺领域。确定水性胶粘剂C具有一定硬度并且与芳纶纤维匹配较好,为防刺用芳纶无纬布的胶粘剂配方;经过后期处理后,通过准静态穿刺性能测定不同胶含量的单层无纬布刺穿力,确定树脂含量为24%～27%时,芳纶无纬布具有最优的刺穿力,此时无纬布面密度为225 g/m~2;通过动态穿刺性能测试确定,将芳纶无纬布叠加至34层(单层面密度为225 g/m~2),加一层4.5 mm厚EVA泡沫(面密度为200 g/m~2)作为缓冲层,其防刺性能在-20℃～55℃范围内均满足GA 68—2008标准的测试要求,此时防护层面密度(含缓冲层)仅为7.85 kg/m~2,且具有较高的柔软度,可任意角度折叠180°。     

芳纶防弹防刺材料研究

研制了满足新标准要求的防弹防刺芳纶无纬布,讨论了树脂含量、石墨烯含量、树脂固含量、靶片层数等对芳纶无纬布防弹防刺性能的影响.试验证明:当树脂B质量分数为9％,石墨烯质量分数为0.8％,树脂固含量为18％～20％时,无纬布防弹与防刺性能最优;且当靶片层数为42层时,产品的性价比最高.     

树脂对芳纶无纬布防弹防刺性能的影响

采用树脂与芳纶无纬布模压的方法,制备了一种具备防弹防刺功能的复合材料,讨论了模压温度、时间、压力等因素对其性能的影响。实验结果表明,以树脂和芳纶无纬布为原料制备的防弹防刺复合材料,其工艺优化条件为：模压时间15～30min,温度125℃,压力2～4MPa。在此条件下,制得的复合材料的防弹防刺综合性能最佳。     

芳纶无纬布的制备及其抗弹性能研究

优化了芳纶无纬布的制备工艺,根据弹丸对芳纶无纬布层压板的冲击试验结果,对芳纶无纬布层压板的抗弹机理以及不同芳纶织物结构的抗弹性能进行了研究,同时研究了面密度对无纬布抗弹性能的影响。结果表明:无纬布相对于其它织物结构具有较优的抗弹性能,当无纬布具有较低的面密度时,其层压板的抗弹性能也较好。     

改性胶粘剂对芳纶单向布防弹性能的影响

通过物理共混的方法,将固化剂及消泡剂加入到丙烯酸酯胶粘剂中,从而改善丙烯酸酯胶粘剂压合的单向（UD）芳纶布表面粘手及不平整的问题,并利用电子拉力实验机对无纬布进行力学性能测试。研究表明,固化剂的添加可明显提高UD布的粘结强度,并且UD布的表面不粘手;消泡剂的添加能够明显改善UD布的表观质量,UD布表面平整和无气泡;添加固化剂可提高UD布的力学性能,同时还可提高了材料的防弹性能,子弹穿透层数减少,UD布的平均弹坑凹陷深度明显降低,减少了对人体造成的钝伤。     

芳纶机织布混杂芳纶无纬布的防弹性能研究

通过采用不同芳纶机织布组合芳纶无纬布进行实弹打靶测试确定,在控制凹陷方面,CT709相对CT714优势较大;通过机织布放置在不同位置进行实弹打靶测试确定,机织布放置在最前面的防弹效果优于机织布放置在中间的位置;最终确定了4层CT709+21层防弹芳纶无纬布的防弹结构,此结构能抵御NIJ0101.06中ⅢA级别子弹的冲击...     

芳纶防弹材料阻燃性能的开发

本课题根据机理分析与对比,优选了一种适用于水性聚氨酯的含磷阻燃剂,并以不同含量的阻燃剂改性胶黏剂体系,制备胶膜与芳纶无纬布,测试力学性能、耐水性及氧指数。结果表明,当含磷阻燃剂A添加量为15%时,改性树脂力学性能得到提升,以其制备的芳纶无纬布的氧指数达到最大值35%,研制出了一种本质阻燃的芳纶无纬布产品,可用于阻燃型防弹产品的生产。     

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。     

高强纤维复合材料的微波透过性能研究

本文详细研究了高强聚乙烯纤维/乙烯基酯树脂、高强聚乙烯纤维/环氧树脂、芳纶/乙烯基酯树脂、芳纶/环氧树脂复合材料体系的透波性能,分别讨论了树脂含量、类型和纤维的结构、排列方式对复合材料透波性能的影响,采用扫描电镜(SEM)对复合材料介电常数变化的原因进行深入分析。结果表明,控制适当的树脂含量可获得透波性能较好的聚乙烯无纬片/乙烯基酯树脂复合材料。     

芳纶防弹无纬布热熔胶粘剂的研发

对芳纶防弹无纬布用热熔胶进行筛选,优选了橡胶弹性体类胶粘剂作为芳纶防弹无纬布生产用热熔胶,并对该类热熔胶粘剂与传统的丙烯酸酯胶粘剂和聚氨酯胶粘剂在常温、高低温、浸水和耐老化条件下进行了对比试验,结果表明,该热熔胶粘剂中SIS-Kraton D1107胶粘剂防弹等综合性能均明显优于其它胶粘剂,可以作为芳纶防弹无纬布生产用胶粘剂。     

芳纶无纬布连续化生产工艺方法与研究

本文通过对芳纶无纬布连续化生产工艺方法的研究,探究不同的工艺条件(包括纱架上纤维退绕张力、胶黏剂配方与配比、环境条件)对无纬布性能(包括表观性能、防弹性能等)的影响,探究出一组最佳的工艺条件。连续化生产制备的单向布通过压机复合压制成层叠产品,做成的靶片进行实弹打靶测试,由单向布织造成的防弹芯片通过美国NIJ0101.06测试标准。证明了此工艺生产的产品性能的优异性,为生产出高品质的芳纶无纬布产品打下坚实的基础。     

芳纶无纬布1.1g破片的弹道侵彻有限元模拟

为了分析芳纶无纬布在1.1g破片弹道冲击下的破坏变形以及V50值,采用显式通用非线性有限元分析软件LS-DYNA对其进行分析,数值模拟结果与实际试验结果基本一致.结果表明,有限元分析方法可以应用在芳纶无纬布上,并对结构设计具有指导意义,能够更加直观地看到整个弹道侵彻过程,为芳纶无纬布在弹道防护领域中更好地应用提供精确设...     

一种用于防弹头盔的复合材料及其制备方法

正本发明公开了一种用于防弹头盔的复合材料及其制备方法,包括防水层、防火层、芳纶无纬布层和树脂层,所述芳纶无纬布层的质量百分比为50%~70%,所述防水层的质量百分比为10%~30%,所述防火层的质量百分比为10%~40%,所述树脂层的质量百分比为10%~40%,所述防火层为阻燃织物、阻燃化学纤维、阻燃塑料和阻燃     

芳纶纤维复合材料基体(AFR-TE)的性能研究

为了改善芳纶纤维增强树脂基复合材料的界面粘结性能,本文从树脂基体入手,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-TE)用作芳纶复合材料的基体.采用非等温DSC法研究了AFR-TE树脂体系的固化反应动力学,确定了合理的固化制度;测定了AFR-TE树脂浇铸体的力学性能和耐热性能;探讨了芳纶/AFR-TE复合材料的界面粘结性能.结果表明,AFR-TE树脂固化反应级数为一级;AFR-TE树脂浇铸体的热变形温度(123.5℃)比E-51环氧树脂提高了25％,AFR-TE树脂各项力学性能都优于E-51环氧树脂,韧性得到明显改善;芳纶纤维/AFR-TE树脂复合材料的层间剪切强度和横向拉伸强度为71.2MPa和30.2MPa,分别比芳纶/E-51环氧复合材料提高了22.8％和58.1％,这表明AFR-TE树脂对芳纶的界面粘结性明显优于环氧树脂.     

芳纶织物表面处理对其与橡胶粘合性能的影响

采用芳纶表面活化处理、间苯二酚-甲醛-胶乳体系浸渍处理、增粘体系改性三种方法进行工艺优化,研究了芳纶织物表面处理对其与橡胶粘合性能的影响。结果表明,采用表面活化方法可以提高芳纶/橡胶间的界面粘合强度,但会在一定程度上降低芳纶布的本体强度;采用表面浸渍方法可以提高芳纶/橡胶间的界面粘合强度、搭接强度;采用增粘体系改性的方法可以提高芳纶/橡胶间的界面粘合强度,其中丙烯酸树脂(101树脂)效果最佳。     

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。     

表面处理对Kevlar纤维复合材料界面结合强度的影响

为改善芳纶纤维增强树脂基复合材料的界面结合强度,用化学处理法对Kevlar-29纤维进行表面处理,并用傅里叶变换红外光谱和扫描电镜等方法对表面接枝进行鉴定,用单丝拔出试验表征芳纶纤维增强树脂基复合材料的界面结合强度。实验结果表明,纤维经过表面改性后,在单丝断裂强度降低不大的情况下,界面剪切强度显著提高。     

氨气等离子体改性处理芳纶Ⅲ表面的研究

以氨气为反应气体,对芳纶Ⅲ进行等离子体表面改性处理,研究了等离子体处理时间和处理功率对纤维表面性能的影响;采用X射线光电子能谱、场发射扫描电镜、接触角和微脱粘实验等测试方法对改性前后纤维表面元素组成、形貌、润湿能力以及界面粘结强度进行表征。结果表明:芳纶Ⅲ经过氨气等离子体改性后,表面含氮极性基团的含量增加,粗糙程度增大,润湿能力得到明显的改善;当氨气等离子体处理时间为15 min,功率为100 W时,芳纶Ⅲ与环氧树脂的界面粘结强度从处理前的12.9 MPa提高到18.2 MPa,与水的接触角由处理前的71.4°下降到46.8°。     

芳纶Ⅲ表面接枝改性的研究

为改进芳纶Ⅲ增强树脂复合材料的层间剪切性能,采用1,6-己二异氰酸酯(HDI)对芳纶Ⅲ进行表面接枝改性处理;通过正交实验方法讨论了不同处理条件对芳纶Ⅲ复合材料层间剪切强度的影响;并对改性前后纤维的表面结构形貌及浸润性能进行表征。结果表明:最佳的接枝改性条件为HDI与催化剂质量比100∶1,反应时间24 h,反应温度20℃;芳纶Ⅲ经表面接枝处理后,纤维表面出现凸棱与凹槽,且接枝了活泼的—NH2基团,纤维与环氧树脂的接触角由处理前的73.6°减小至45.2°,芳纶Ⅲ对树脂的浸润性提高,从而提高其复合材料的层间剪切强度。     

芳纶无纬布生产质量的控制研究

通过对卷状芳纶无纬布生产工艺的研究,探究几个关键工艺条件(包括丝束退绕张力、胶粘剂的配方、层压复合的温度、压力及运行速度等)对卷状芳纶无纬布的性能(包括表观性能和防弹性能)的影响,摸索出一组最佳的工艺条件,由此制备的无纬布产品综合性能最优。由此工艺织造成的卷状无纬布防弹芯片通过美国NIJ0101.06测试标准和公安部GA141-2010标准测试,验证了此生产工艺的优越性。