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为减少超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPEF)防弹复合材料因背凸对人体造成的非贯穿损伤,可将高刚性的碳纤维(CF)与之结合,将防弹装甲设计成为UHMWPEF/CF层间混杂复合结构。但因UHMWPEF化学惰性强,对树脂的选择性大,导致UHMWPEF/CF装甲材料复合层间难以实现良好的粘接。为解决该复合层界面粘接的难题,本课题从复合层间胶黏剂改性和UHMWPEF表面处理两方面着手,对树脂改性反应影响因素、改性反应动力学、改性树脂固化、纤维表面处理工艺及复合材料的胶黏特性等进行了研究。本文采用甲基丙烯酸(MAA)对E-51环氧树脂进行改性,制备了环氧甲基丙烯酸酯树脂。以体系酸值表征改性反应程度,研究了树脂改性过程中催化剂种类及用量、反应温度、反应时间对反应程度的影响,发现等质量的三乙胺(TEA)催化效果优于N,N-二甲基苯胺(DEB A),且在一定范围内增加催化剂用量、提高反应温度,均可加快反应速率。在0.6%TEA催化下,研究了MAA改性环氧树脂的改性反应动力学,发现该反应为一级反应,且其反应活化能E=26.92kJ/mol,频率因子A=1.786s"1。此外,通过改性前后的树脂红外光谱(FTIR)分析,验证了改性反应机理,证明了在上述改性工艺下对树脂进行改性,主反应具有较高的选择性。通过不同反应程度改性树脂外观及黏度的对比,发现：通过改性树脂分子中引入共轭的酯基与异丙烯基,从而使树脂显色,且随反应程度提高,树脂颜色加深；树脂改性后分子量增加,极性增加,从而导致黏度增加。采用1%过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,对不同反应程度改性树脂的凝胶性能进行研究,结果表明：同一改性树脂的凝胶时间随着温度升高逐渐缩短,但凝胶时间的变化速度没有明显的规律；相同催化剂作用下的改性树脂,在同一温度下的凝胶时间随酸值减小逐渐缩短。以1%BPO作引发剂,采用差示扫描量热法(DSC)对改性树脂固化过程进行分析,将以改性树脂作胶黏剂的复合材料制备工艺确定为：1%BPO作引发剂,80℃/15min/0.5MPa→120℃/1h/1MPa。通过改性,树脂固化温度与UHMWPEF复合材料成型温度匹配度提高。此外,研究了该改性树脂的固化动力学,得到其固化反应的动力学模型。采用该动力学模型分析了不同升温速率下的固化过程,可以发现：相同升温速率下,随固化度的增加,体系的固化速率先增大后减小；随升温速率增大,树脂体系的最大固化速率增大,且向固化度增大的方向移动。按照确定的固化工艺制备了以改性树脂作层间胶黏剂的UHMWPEF/CF单向布复合层,通过T剥离强度测定及剥离面微观形貌分析发现：改性树脂酸值为24.1mgKOH/g时,改性树脂的粘接强度提升最大,相比于未改性树脂复合试样,T剥离强度提高了近20%。因此,将树脂改性工艺确定为：0.6%TEA催化,110℃下反应2h。为进一步改善复合层间粘接效果,本文通过液相氧化法对UHMWPEF进行了表面处理。首先,通过多组液相氧化处理工艺下纤维的表面微观形貌扫描电子显微镜(SEM)分析优选出三种工艺,在三种工艺下对纤维进行表面处理后,纤维表面刻蚀程度80℃/5min>25℃/1h>60℃/30min;纤维表面化学结构改善60℃/30min>25℃/1h>80℃/5min;纤维单丝强力60℃/30min>80℃/5min>25℃/1h。仅从纤维表面物理化学结构难以优选出最佳工艺,因此对不同处理工艺下纤维的应用性能展开研究。在UHMWPEF/单向CF复合层中,T剥离强度80℃/5min>60℃/30min>25℃/1h;而UHMWPEF/CF平纹布复合层中,T剥离强度60℃/30min>80℃/5min>25℃/1h;在相同的UHMWPEF表面处理工艺下,使用CF平纹布压制的复合层T剥离强度要明显高于CF单向布。通过复合层T剥离强度测试及剥离面微观形貌SEM分析,发现：纤维表面处理后,复合层T剥离强度成倍提高,层间粘接效果明显改善。综合对比后发现,在提高复合层粘接强度方面,纤维表面处理的贡献大于树脂改性。