介紹了近年來(lái),超高分子量聚乙烯纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的樹(shù)脂基體廈其加工工藝的研究進(jìn)展以及纖維與基體的粘鮚性能和復(fù)合材料的力學(xué)性能;分析了該復(fù)合材料的準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)行為和防彈性能。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維是80年代初由荷蘭的DSM公司以十氫萘為溶劑,將超高分子量聚乙烯升溫形成凝膠,熱拉伸后紡絲得到的高性能有機(jī)纖維。這種纖維的表面化學(xué)惰性,對(duì)酸、堿和有機(jī)溶劑有很強(qiáng)的抗腐蝕性;由于分子鏈上役有不飽和基團(tuán),其耐光、熱老化性能優(yōu)良。纖維的密度較低,僅為0. 97g/cm3,但軸向比強(qiáng)度和模量都很高,且能量吸收性和耐磨損性?xún)?yōu)于芳綸,斷裂伸長(zhǎng)率大于高強(qiáng)碳纖維,因此,UH-MWPE纖維特別適合作為防護(hù)討料,如用于安全纜繩、安全手套、防護(hù)服裝等。九十年代初,聯(lián)合國(guó)的法國(guó)維和部隊(duì)就第一次裝備了全部用UH-MWPE纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的防彈衣、防彈頭盔。但是,聚乙烯纖維是一種非極性材料,經(jīng)過(guò)凝膠熱拉伸后,分子鏈完全伸展,纖維內(nèi)部高度取向和高度結(jié)晶,表面會(huì)在拉伸壓力下產(chǎn)生一層弱界面層(約10~100nm),這些都對(duì)復(fù)合材料中UH-MWPE纖維與樹(shù)脂的粘附性有著負(fù)面的影響。例如,未處理的UHMWPE纖維在環(huán)氧樹(shù)脂基體中的單纖拔出強(qiáng)度只有0. 5MPa
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