uhspe纖維的表面改性及其增強復(fù)合材料

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1、第’4卷第8期兵器材料科學(xué)與工程LMN(’4HM(8’))’年&&月G.9H,HI%+,-%.1,J#I1%HI%,H9%HK1H%%.1HKHMO(’))’!"#$%纖維的表面改性及其增強復(fù)合材料!防彈性能的研究鄭震&，唐小真&，施楣梧’，周國泰’（&(上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，上?！?)’*)；’(中國人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所，北京&)))&)）摘要：對超高強聚乙烯纖維的表面進行電暈放電及二次處理，通過掃描電鏡、紅外光譜分析了它的表面形態(tài)和化學(xué)結(jié)構(gòu)變化。#%+圖像表明，電暈造成纖維表面出現(xiàn)微裂紋，而且微裂紋的數(shù)量和大小隨電暈強度的增加而

2、增加。,-./0-1.光譜顯示，纖維表面同時出現(xiàn)含氧基團，也隨電暈強度的增加而增加；二次處理后，纖維表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)也發(fā)生明顯的變化。盡管隨著電暈強度的增大，!"#$%纖維的拉伸強度連續(xù)下降，但經(jīng)過*23的電暈處理一段時間后，!"#$%纖維／乙烯基樹脂復(fù)合材料的層間剝離強度和!值都出現(xiàn)了最大值，這為進一步研究超高強4)聚乙烯纖維增強復(fù)合材料的防彈性能提供了理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：電暈；超高強聚乙烯纖維；二次處理；界面粘結(jié)；防彈性能中圖分類號：-566’文獻標(biāo)識碼：,文章編號：&))*—’**7（’))’）)8—)))6—)4超高強聚乙烯（!"#$%）纖維是

3、將超高分子量聚乙的#:88，織成平紋編織布，織物密度為（*4;**）根／烯凝膠熱拉伸后紡絲得到的高性能有機纖維。它不僅4<=，經(jīng)紗細度：&>()*-?@，緯紗細度：&>(6&-?@。樹是目前高性能纖維中，比拉伸模量、比拉伸強度最高的脂采用陶氏公司的乙烯基樹脂*&&/64)，其中苯乙纖維，而且具有抗沖擊性好、耐化學(xué)腐蝕性強、比重輕烯含量*4A（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。纖維表面處理時，用過硫等優(yōu)點。!"#$%纖維的應(yīng)力波傳播速度是芳綸的兩酸鉀作為氧化劑。樹脂固化的引發(fā)劑是過氧化苯甲倍，因此，!"#$%纖維在防護子彈及碎片沖擊時，能量酰。的吸收與應(yīng)力波的傳遞均優(yōu)于其

4、它纖維，是一種理想!("纖維的預(yù)處理的防彈材料。然而由于!"#$%分子由亞甲基組成，使為了除去纖維加工過程中添加的助劑和表面的得纖維表面為惰性表面，不能與樹脂分子間以較強的雜質(zhì)，纖維需經(jīng)過以下處理［8］：化學(xué)鍵力相互作用，而且高倍拉伸形成的光滑表面，不（&）室溫下，在非極性溶劑（如苯）中將纖維浸易被樹脂潤濕，即不能形成力學(xué)咬合作用。因此，超高泡至少&B；強聚乙烯纖維增強復(fù)合材料的界面粘合性成為該復(fù)合（’）室溫下，在極性溶劑（如乙醇）中將纖維浸材料研究的首要問題［&!4］。泡至少&B；本文研究了電暈放電處理對!"#$%纖維表面（6）室溫下，在去離子水

5、中將纖維浸泡至少&B；形態(tài)和化學(xué)結(jié)構(gòu)影響的機理，并結(jié)合電暈采取了一種（*）在烘箱中，8)C下烘干、備用。新的二次處理方法，有效地改善了!"#$%纖維的表!(#電暈處理面結(jié)構(gòu)，增強了!"#$%纖維與乙烯基樹脂的相互作將!"#$%織物在電暈處理機上進行高壓放電用。實驗中重點關(guān)注了電暈強度的改變對復(fù)合材料處理，電極跨度&(’=，寬&)==。電暈的輸出功率的界面粘結(jié)性能和沖擊性能的影響，為進一步研究在)!823間可調(diào)，電暈處理時間由織物的走布速!"#$%纖維復(fù)合材料的彈擊性能提供了參考。度決定，織物的走布速度分為’、*、8、D、&)=·=EF/&五種。電暈

6、前，在纖維表面刷一層6A（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）&實驗部分過硫酸鉀溶液，在烘箱中*)C烘干。!(!原材料!($二次處理實驗中超高強聚乙烯纖維采用荷蘭9#+公司電暈后的織物先在8)C的五氯化磷的乙醚溶!收稿日期：’))’/)*/’P；修訂日期：’))’/)>/’8基金項目：總后軍需裝備研究所士兵系統(tǒng)研究中心國防科研項目資助萬方數(shù)據(jù)作者簡介：鄭震，6)歲，博士生，%/=QEN：RB?FSRB?F))"TEFQ(

7、")丙烯醇的*+,溶液中，反應(yīng)&-提高纖維和樹脂的界面粘結(jié)強度是有限的［<］。后，在真空烘箱中將織物烘干。電暈處理除了使纖維表面的物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變!."復(fù)合材料的制備/0123纖維／乙烯基樹脂復(fù)合材料通過熱壓成型，用4)（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的過氧化苯甲酰引發(fā)樹脂固化。成型溫度4""(，成型壓力：5627，&#$%84!.&627，!&#$%。層間剝離實驗的試樣含兩層織物，尺寸為：!""##94&"##94."（:"."&）##；彈片沖擊的試樣含!"層織物，尺寸為：;""##9;""##9#。!.#測試儀器及條件掃描電子顯微鏡：日立公司1?!4&"；傅

8、立葉轉(zhuǎn)7—未處理換紅外光譜儀：3@/ABCD&&，德國EF/G3F公司制造，帶全放射附件；窗體材料為GF1?&。層間剝離強