芳綸紡織復(fù)合材料組分特性及面外壓縮性能和侵徹性能研究.pdf

1、本文利用旋轉(zhuǎn)盤式桿桿沖擊拉伸裝置和萬能試驗機(jī)研究了KevlarR64C纖維束拉伸性能的溫度和應(yīng)變率效應(yīng)，得到了KevlarR64C纖維束在應(yīng)變率為0.01/s，400/s，1000/s，1500/s和溫度為20℃2，80℃，120℃下的應(yīng)力應(yīng)變曲線。結(jié)果表明：KevlarR964C纖維束的拉伸性能具有應(yīng)變率和溫度相關(guān)性。在相同的溫度下，隨著應(yīng)變率的增加，纖維束的破壞應(yīng)力σb、失穩(wěn)應(yīng)變εb、初始彈性模量E、斷裂應(yīng)變能密度Uc均有不同程度增

2、加；在相同應(yīng)變率下，隨著溫度的增加，σb略有增加，εb增加，E下降，Uc增加。 分別采用恒溫DSC法和升溫DSC法研究了FUCHEM879乙烯基酯樹脂體系的固化動力學(xué)過程。恒溫DSC法研究表明，F(xiàn)UCHEM879樹脂體系在固化過程中存在“自動加速”現(xiàn)象，其固化反應(yīng)符合自催化模型，用非線性擬合的方法計算了兩種自催化模型的參數(shù)。模型預(yù)測和實驗數(shù)據(jù)吻合良好，說明此模型可以為工藝過程提供指導(dǎo)。升溫DSC法研究則得到了FUCHEM879樹

3、脂體系固化反應(yīng)的表觀活化能E為53.01J/mol，頻率因子A為2.8×106s-1，反應(yīng)級數(shù)n為0.884。由此，體系的固化反應(yīng)速率常數(shù)和固化反應(yīng)動力學(xué)方程為da/dt=k(1-α)0.884,其中κ=2.8×106exp(-6376.3/T)。根據(jù)升溫DSC曲線的特征溫度，用外推法得到FUCHEM879樹脂體系的凝膠溫度Tgel，固化溫度Tcure，后處理溫度Ttreat分別為82℃，122℃和150℃。并結(jié)合實驗得到了優(yōu)化的固化工

4、藝。 本文采用分離式Hopkinson壓桿(SHPB)和萬能試驗機(jī)、冷等離子體設(shè)備研究了應(yīng)變率和織物表面處理對Twaron層壓復(fù)合材料面外壓縮性能的影響，得到了材料在準(zhǔn)靜態(tài)(0.03/s)和高應(yīng)變率(2200/s～3100/s)條件下的壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線。結(jié)果表明：各種表面處理條件下制備的芳綸層壓復(fù)合材料的面外壓縮性能隨應(yīng)變率變化呈現(xiàn)相同的規(guī)律，即準(zhǔn)靜態(tài)壓縮的最大應(yīng)力σb、失穩(wěn)應(yīng)變εb比高應(yīng)變率壓縮的最大應(yīng)力、失穩(wěn)應(yīng)變大，壓縮模量

5、E比高應(yīng)變率壓縮的壓縮模量小，破壞應(yīng)變能密度e比高應(yīng)變率壓縮的破壞應(yīng)變能密度大；而在高應(yīng)變率條件下壓縮時，σb、εb、E、e都隨應(yīng)變率增大而增大。隨著對Twaron織物等離子體處理時放電功率(P)的增大，其層壓復(fù)合材料面外壓縮的σb有一定增大；εb出現(xiàn)不同程度的下降；E增大；e也有不同程度增加。 利用萬能試驗機(jī)和自行加工的夾具考察了織物表面處理、靶板厚度和織物鋪層混雜等因素對芳綸層壓復(fù)合材料準(zhǔn)靜態(tài)侵徹性能的影響。首先分析了侵徹體