【摘 要】
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随着工业与交通运输业的发展,交通工具越来越丰富的同时,交通事故与工程事故的发生率逐年提升,严重威胁了人们的自身安全,因此做好安全防护措施备受关注。本文对改性UHMWPE纬编针
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随着工业与交通运输业的发展,交通工具越来越丰富的同时,交通事故与工程事故的发生率逐年提升,严重威胁了人们的自身安全,因此做好安全防护措施备受关注。本文对改性UHMWPE纬编针织物增强复合材料的制备及其抗冲击性能进行研究,为安全防护材料的研究提供一定的理论与实验数据支持。 本文选取抗冲击能力强且耐晒性能优良的高性能UHMWPE作为实验原料,为实现其在电脑针织横机上的顺利织造,通过络筒、加捻等工艺流程克服UHMWPE本身静电大、易勾丝等缺陷,使其满足针织用纱的基本要求。经过反复试织、设计并改良织造方案,最终织造出符合课题要求的纬平、罗纹与畦编三种针织物。对针织物进行液体氧化改性处理,利用扫描电镜观察经处理后的纤维表面发现,纤维表面有明显的纵向凹槽,且层间剪切性能增强,有效提高了纤维与树脂间的界面粘结性能。 采用VARTM成型工艺,选取粘度低且浸润性能好的环氧树脂作为基体,采取垂直对称铺层方式,分别对改性后、未经改性的纬编针织物进行复合,成功制备出不同层数(4层、6层和8层)的纬平结构、罗纹结构和畦编结构的复合材料,比较改性与未经改性针织物增强复合材料的拉伸、弯曲与压缩性能发现:针织物经过改性后,复合材料的最大拉伸载荷与抗拉强度均增加30%~40%,最大弯曲力和最大弯曲应力增加20%~27%,复合材料的最大压缩力增加35%~45%,试验过程中复合材料并没有发生分层的现象。在相同能量冲击下,对不同层数的纬平结构复合材料和相同层数的三种针织结构复合材料的冲击性能进行研究与分析,结果表明:4层、6层和8层纬平复合材料冲击损伤分别表现为反弹、渗透和穿孔;8层纬平结构承受载荷的能力最强,6层纬平结构次之,4层纬平结构最差;在6层纬平、罗纹和畦编结构复合材料中,抗冲击能力大小为纬平>罗纹>畦编,所有试样均未出现分层的现象,8层改性纬平复合材料的力学性能最好。
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