UHMWPE纤维的表面改性研究进展

文章论述了UHMWPE（超高相对分子质量聚乙烯）纤维表面改性的几种方法：化学试剂处理法、等离子体处理法、电晕放电处理、辐射引发表面接枝处理等；分析了这些方法的改性原理及取得的效果和工业化进展，提出了UHMWPE纤维表面改性的可能发展方向。     

UHMWPE纤维的表面改性及其复合材料

简要地论述了UHMWPE纤维在国内外的研制、开发情况,叙述了对该类纤维进行表面改性的几种主要方法,并介绍了该类纤维的几种增强复合材料。认为随着茂金属催化剂的进一步推广和应用,将有望生产出强度和模量等综合性能更高的纤维。     

PEW-g-MAH/St改性UHMWPE纤维及有限元分析

为改善UHMWPE纤维与树脂基体之间的界面黏接性能,采用PEW-g-MAH/St对UHMWPE纤维进行上浆改性处理,并进行纤维拔出试验,测试纤维的红外光谱和表面形态,同时对纤维的拔出过程进行有限元分析.结果 表明:功能涂层能够显著提高纤维与基体之间界面层抵抗损伤和耐冲击的能力;改性纤维的拔出强度可达到1.341 MPa...     

热状态下UHMWPE纤维的力学性能

主要研究热状态下,在一定时间范围内,温度和外力对UHMWPE纤维力学性能的影响.结果表明:随着温度的升高,纤维的强度、断裂伸长、模量以及断裂功都有不同程度的下降.特别是断裂功和强度的下降最为明显,但纤维的断裂伸长随温度的变化不大.用光学显微镜观察到,不同温度下,纤维纵向拉伸断裂处的形态也不同.随着温度的升高,纤维在断裂处不再出现因大分子之间作用力损失而产生的微原纤现象,在拉伸断裂处出现了细颈和微孔.实验表明UHMWPE纤维抗热应力破坏性能很差,温度越高,纤维越容易被破坏.     

UHMWPE纤维处理条件对其性能的影响

 研究常规环境下的热处理、湿处理以及等离子体处理对UHMWPE纤维力学性能的影响,并初步探讨其影响规律和机理。研究表明：在实验测试范围内,经热处理后,随着温度的升高UHMWPE纤维的断裂强度有一定程度的下降,而断裂伸长率呈小幅上升趋势;湿处理时间对纤维的拉伸性能没有显著影响,而随着湿处理温度的升高,纤维的断裂强度有所下降;等离子体处理后,纤维表面有刻蚀,纤维的断裂强度和断裂伸长率均下降。     

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。     

用于个体防刺服的UHMWPE纤维针刺毡的性能研究

对UHMWPE(超高分子量聚乙烯)纤维针刺毡单层样品的撕破强力、顶破强力和多层样品的抗刺穿能力进行了测试,结果表明:随着单层UHMWPE纤维针刺毡面密度的增加,试样的顶破强力增大;在20~55℃范围内,随着试样预处理温度升高,顶破强力和抗刺穿能力皆增强,但是试样的撕破强力则无这种变化趋势。     

不同结构三维UHMWPE纤维复合材料的性能研究

随着超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维在轻质复合材料方面的应用越来越广泛,UHMWPE纤维作为增强基体制造符合材料的研究日益深入,但经过三维编织结构加工成的复合材料的应用性能研究尚在初期.本文以UHMWPE纤维做为轻质增强基体,采用三维编织的方法,经过真空模塑成型(VARTM)工艺制备复合材料.在相同的真空注塑成型工...     

相同紧度的Kevlar纤维织物与UHMWPE纤维织物的防刺性能对比

分别采用Kevlar纤维纱线、UHMWPE纤维纱线为原料,通过平纹组织,制备Kevlar纤维织物和UHMWPE纤维织物,并对其静态防割性能和动态防刺性能进行测试。结果表明,相同紧度的Kevlar纤维织物的静态防割性能和动态防刺性能均优于UHMWPE纤维织物,两类织物的纬向静态防割性能均优于经向,两类织物对刀具穿刺破坏的响应时间相近。     

加捻与包缠对UHMWPE纤维束结构与性能的影响

为改善超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维束的力学性能,利用加捻和包缠工艺加工UHMWPE纱线,并结合热定型改善UHMWPE纱线的性能.通过光学显微镜、扫描电镜、红外光谱仪和万能材料试验机对UHMWPE纱线的结构和力学性能进行表征.结果表明:利用加捻和包缠工艺制备的UHMWPE纱线,单丝间抱合紧密,纱线的线密度随...     

悬架弹簧有限元仿真分析

弹簧工作条件的复杂化和轻量化设计需要精确仿真模拟。边界定义和求解,以及后处理是有限元分析的重点。有限元模型边界定义,不仅影响有限元的求解,而且直接影响仿真的真实性和计算结果的准确性;有限元求解定义的合理性直接影响有限元求解的效率,影响计算结果的合理性;有限元后处理是产品设计合理性判定的依据。以轿车减震器系统采用的麦弗逊结构为例,通过求解得到弹簧自由状态时的有限元模型以及弹簧自由状态下压缩到设计高度时的过程和形状。     

异型钢丝成型有限元分析

采用Q195钢和YG8硬质合金作为毛坯及模具材料,给出材料参数及模具尺寸,建立异型钢丝有限元模型。模拟2.45mm×4.90mm扁丝轧制过程,在模具工作区长度4.6mm,定径带长度2.8mm,出口区长度2.6mm,工作区锥角、入口锥角、出口锥角分别为12°,60°,60°,模具圆角半径0.7～1.1mm条件下,测得模具所受的最大等效应力和位移-温度曲线。分析等效应力、温度变化等参数在不同圆角半径时对矩形丝成型规律的影响。结果表明,随着模具圆角半径的增大,模具温度变化直线的斜率呈先增大后减小的趋势;在同一个模具中,随着拉拔位移的增大,模具温度变化直线的斜率不断降低,即模具温度梯度不断减小。     

葵花籽仁力学特性的有限元分析

为减少葵花籽仁在收获、储运过程中的机械损伤,并为相关机械的设计提供理论依据,根据测量得到的几何尺寸与试验得到的力学参数,建立了葵花籽仁的物理模型及有限元计算模型。通过有限元分析的方法,分析了葵花籽仁在不同载荷和作用方式下的破坏形式以及变形与应力的分布规律,并将有限元仿真结果与试验结果进行对比,验证了模型的可行性。结果表明:葵花籽仁的抗挤压能力具有各向异性,其沿X、Y、Z3个方向的弹性模量分别为E_X=64.01 MPa,E_Y=23.63 MPa,E_Z=101.8 MPa。相同压力下,葵花籽仁受到水平方向挤压时破碎的可能性最大,而竖直方向破碎的可能性最小;加载方向的不同使得籽粒的破坏形式不同,竖直方向加载时易产生局部裂纹破裂,而水平和垂直两向加载时籽粒会沿子叶夹缝开裂,其中垂直向加载时有失稳的可能。     

机织间隔织物压缩性能有限元分析

为研究机织间隔织物的力学性能,建立机织间隔织物的力学分析模型,以采用特殊工艺生产的机织间隔织物为研究对象,通过对机织间隔织物的成型原理与结构进行分析,利用ANSYS分析软件建立机织间隔织物的有限元模型。由于间隔织物在使用过程中压缩性能是最主要的力学性能,对机织间隔织物的压缩性能进行了模拟分析,得出了反映机织间隔织物压缩过程中受力变形情况的应力与变形云图和应力与应变曲线。与实验结果进行的对比分析表明吻合较好。     

UHMWPE/PANI复合导电纤维的制备及其性能

采用原位聚合法制备了UHMWPE/PANI复合导电纤维。探讨了氧化剂种类及过硫酸铵浓度对复合纤维电导率及表面形态的影响,并研究了UHMWPE/PANI复合纤维的化学结构及力学性能。结果表明：纤维表面形成的聚苯胺导电层赋予了纤维一定的导电性能,以过硫酸铵为氧化剂制得的复合纤维的导电性能最强,其电导率可达10-1S/cm;随过硫酸铵浓度的增加,复合纤维的电导率呈现先增后减的趋势,以30g/L时制得的复合纤维的电导率最高。复合纤维是基质纤维与聚苯胺的共混体系,且导电处理未引起基质纤维分子链结构的变化。导电处理后,纤维的断裂强度较未处理前有少量增加,断裂伸长率基本保持不变。     

热辊强度的有限元分析与计算

以TK1101A型热辊通装中的热辊结构作为研究对象,利用有限元分析的方法,对该热辊结构在高温和高转速下的强度进行了深入分析。通过三维数字化建模建立热辊数学模型,导入到ANSYS中,尽量采用六面体网格划分,过渡地方使用四面体网格,从而提高了计算的精度,对整个热辊结构提出科学合理的分析方法,全面了解了热辊的强度和刚度状况     

苹果切割刀具的有限元分析及切割方式研究

切割方式会直接影响鲜切果蔬的质量。通过压缩试验测量富士苹果的杨氏弹性模量,建立果肉实体力学模型。通过Ansys-Workbench建立切割苹果的有限元模型,模拟在不同刀具形状、楔角、材料和切割速度下,果肉受到的最大弹性变形量和最大剪切力值。确定了适合于苹果切割的刀具形状为矩形,楔角为11°~15°,材料为45钢,同时切割速度越快,果肉受到变形和剪切力越大。该研究确定了切割苹果的方式,为工业切割果蔬提供了一定参考依据。