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一种轻便、易于部署的高性能爆炸防护材料对于拆弹工作人员的保护和战场爆炸防护至关重要。FRP具有轻质高强、吸能系数高、不产生跳弹二次伤害等优点,是制备这一防护材料的理想选择。本文旨在设计制备一种满足需求的抗高速冲击复合材料。本文研究了F-44酚醛环氧树脂基体的复合固化剂配方,发现当593与DDM质量比为6:4时,同样的固化剂用量将固化温度从120℃降低至90℃,固化时间从2h降低到78min。利用ETBN改性F-44树脂,10wt%ETBN作为增韧剂,同时添加10wt%PEG400作为增容剂,通过傅里叶红外光谱分析证明ETBN分子结构的端环氧基团参与了环氧树脂的交联固化,PEG400不参与反应,仅发挥出物理增容作用。拉伸强度由原始的35.6MPa提升到了55.3MPa,弯曲强度由58.4MPa提升到187.6MPa,冲击韧性由0.85J/cm~2提升至1.95J/cm~2。观察F-44冲击破坏断口发现,增韧改性后树脂中出现韧性相,添加PEG400可以改善韧性相和脆性相的界面,树脂中同时出现空穴,这在一定程度上限制了复合材料的力学性能。本文还对Kevlar纤维表面进行了改性研究,通过紫外辐照破坏了Kevlar纤维表面的链状结构,傅里叶红外光谱分析结果表明在纤维表面产生了羧基、氨基等基团,添加AM作为偶联剂与表面的活性基团反应。利用SEM分析,证明紫外辐15min在纤维表面引入了活性基团,表面粗糙度增加。改性后的纤维与树脂的动态接触角由87.613°降低到74.757°,界面剪切强度由46.1MPa提升到88.1MPa。同时Kevlar纤维表面改性使得Kevlar纤维增强层合板(Kevlar Fiber Reinforced Polymers,KFRP)拉伸强度由240MPa提升到315MPa,弯曲性能由162MPa提升至325MPa。本文还研究了复合材料铺层设计和增强纤维混杂使用,设计了不同的复合材料结构,铺层方式为[0,90]_s时,拉伸性能比{[0,90]/±45}_s铺层高,同时[0,90]_s铺层的CFRP拉伸模量高于{[0,90]/±45}_s铺层CFRP。{[0,90]/±45}_s铺层的CFRP/KFRP弯曲性能强于[0,90]_s铺层,{[0,90]/±45}s铺层时,树脂增韧改性将层合板的弯曲强度由346MPa提升到了570MPa。[0,90]_s铺层时,强度从263MPa提升到了363MPa。混杂纤维增强层合板(Hybrid Fiber Reinforced Composite,HFRP)的力学性能介于两种纤维增强层合板之间,在加载初期表现出CFRP的力学特征,后期表现出KFRP的力学特征,可以很好地在材料结构中充当过渡层。本文还通过有限元分析模拟了弹片1400m/s冲击复合材料结构,K/H/C的复合材料叠层结构的抗冲击性能最佳,添加泡沫铝材料作为吸能层能够大幅度提升复合材料的抗冲击性能。还通过实际测试122榴弹炮爆炸破片对复合材料的冲击作用,利用超景深显微镜和SEM分析破片对复合材料的冲击破坏,KFRP作为第一层的抗冲击效果较好,出现了多种破坏模式,纤维出现了三种失效模式,能够有效吸收动能,降低破片速度,CFRP作为第一层冲击破坏断口平滑,没有充分吸收动能,纤维剪切破坏平整。泡沫铝在冲击后出现较深凹坑,吸收了大量能量,同时压实破裂。但之后的材料并未破坏,因此复合材料完全可以抵抗1400m/s以上的高速冲击。