Kevlar缝合复合材料的研究进展

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Kevlar纤维复合材料在土木工程结构加固中的应用

Kevlar纤维复合材料在土木工程结构加固中的应用
收稿日期: 2007- 03- 08 作者简介: 张诚修, 杜邦公司先进纤维部亚太地区技术经理。
制订之中。 本 文 将 对 FRP 用 纤 维 材 料 , 特 别 是 Kevlar 纤
维在 FRP 结构加固中的应用作一简要介绍。
1 FRP 用纤维的主要品种
高 抗 拉 强 度 、高 弹 性 模 量 是 FRP 用 纤 维 的 必 备条件, 其它条件还包括: 抗冲击性能、抗剪切性 能、耐腐蚀性能、电绝缘性能等 ( 视应用场合而 异) 。
注: 布的标准宽度为 10 cm、30 cm 和 50 cm。 表 4 Kevlar !49 双向布产品规格
规格
抗拉强度 /MPa
AK- 40/40 2 060
AK- 50/50 2 060
AKM- 5/5 2 060
AKM- 10/10 2 060
弹性模量
/GPa 118 118 118 118
保证强度
行业论坛
F ib e r F o ru m
Kevlar 纤维复合材料在土木工程结构加固中的应用
张诚修, 管宝琼 [DuPont ( 中国 ) 研发中心, 上海 201003]
摘 要 : 简 要 介 绍 了 用 于 纤 维 增 强 复 合 材 料 ( FRP) 的 碳 纤 维 ( CF) 、 对 位 芳 纶 ( AF) 、 玻 璃 纤 维
抗 冲 击 性 能/J·d- 1 耐磨性能/次
耐疲劳性能/次 挠曲寿命/次 耐化学腐蚀性
对破坏的容许度 导电性
施工操作性
出现的典型问题
耐热性能 耐低温性能
Kevlar!49
CF
1.45
1.80
3 200
3 500 ̄4 700
21.3

功能高分子综述性论文-kevlar纤维

功能高分子综述性论文-kevlar纤维

Kevlar纤维性能及用途简介穆仕敏高材1205班摘要:kevlar纤维也是就芳纶(聚对苯二甲酰对苯二胺),目前kevlar纤维由于它本身制作的昂贵性,尚未普及民用。

Kevlar纤维由于它高强度,高模量,耐热性,耐腐性,膨胀系数低等特点而被广泛的运用于军事方便,kevlar纤维的强度是涤纶的5倍,钢丝的两倍,仅次于碳纤维,但是制作过程,操作费用要比碳纤维含有更好的优势,而被大量的运用。

随着航空、导弹、宇航事业的飞速发展,对于高强度、高模量、耐高温、膨胀系数低、尺寸稳定性好的特种纤维的要求也日益迫切,再加上我国目前尚未成熟的掌握kevlar纤维多的制作技术,所以对kevlar 纤维的研究具有时代的需求性。

关键词:kevlar纤维,kevlar纤维制作,国防材料,液晶高分子一:kevlar纤维的合成对苯二甲酰+对苯二胺Kevlar纤维结构排列规整,是一种高分子液晶,相比普通纤维,kevlar纤维具有较高层次的结晶,有研究通过测试得出kevlar纤维的结晶度到达75%以上,通过衍射法发现kevlar纤维周围并没有光晕。

二:kevlar纤维的力学性能Kevlar二纤维的最大特点为高强度、高模量、低伸长。

表1列出各种纤维的力学性能、在所有的无机或有机纤维中,Kevlar二纤维的断裂强度最高,几乎是涤纶的三倍。

由于PPTA大分子是半刚性聚合物,在Kevlar二纤维中PPTA大分子沿着纤维轴呈伸展状排列,相邻分子的酞胺基间形成大量的氢键,因此赋予纤维很高的强度和很低的伸长。

从表l数据可知,Kevlar二纤维的模量很高,仅次于碳纤维,接近于实测晶区模量。

由于模量高,Kevlar二纤维的尺寸稳定性很好。

三:耐热性在高分子聚合物之中,普通的纤维聚合物的使用温度一般都在100摄氏度左右,200-300已经是耐热性非常好的,而kevlar纤维的最高温度可达到500-600摄氏度,这是顾丽霞实验中的kevlar纤维的DSC曲线,在空气中的分解度在500摄氏度,在氮气中550摄氏度。

Kevlar纤维成型工艺及应用

Kevlar纤维成型工艺及应用

Kevlar纤维成型工艺及应用Kevlar纤维成型工艺及应用一、凯夫拉纤维简介:在上世纪60年代,美国杜邦公司研制出一种新型复合材料"凯夫拉"材料。

这是一种芳纶复合材料。

凯夫拉(Kevlar)是属于一种液态结晶性棒状分子,它具有非常好的热稳定性,抗火性,抗化学性,绝缘性,以及高强度及模数,将Kevlar的物性与其它纤维作一比较,可以发现,Kevlar纤维是石棉的2到11倍强度;是高强度石墨的1.6倍强度;是玻璃纤维的3倍强度;是相同重量下钢纤维的5倍强度。

且Kevlar的密度非常低,几乎只有石棉密度的一半。

而却拥有很高的破裂延伸度,除了高强度外,更有以下好处:热稳定性,Kevlar大热试验中(TGA)非常稳定,直至600℃才有明显的重量丧失;低侵蚀性,具有高含量的Kevlar试片,表现出比半金属片低的侵蚀性;耐磨性,与石棉纤维制成的刹车片比较,在Kevlar纤维开松良好的状态下,体现出非常低的磨耗性。

维持预成型刹车片的强度,保持填充剂的持久性。

正是由于Kevlar纤维有如上诸多优点,目前Kevlar纤维被广泛应用于航空航天事业,船舶制造业及摩擦材料中。

二.凯夫拉纤维合成与成型:a.界面缩聚法界面缩聚法于1959年由美国杜邦公司发表,方法是将二羧酸酰氯溶解在与水不相混合的有机溶剂中,如苯、四氯化碳等,再将二元胺溶于水中 (水中加少量 Na2CO3或NaOH ,以吸收反应生成的盐酸 ),然后将上述 2种溶液混合 ,再加入的瞬间,就在2种液体界面上发生缩聚反应生成聚合体薄膜,由于反应在界面上进行 ,所以称为界面缩聚。

Morgan在研究中指出,移去界面附近形成的高聚物薄膜,界面处继续不断产生新的薄膜。

为获得产量高、易于分离、水洗和干燥的粉状或颗粒状的聚合物,还是要搅拌。

通常将有机溶剂配制的酰氯液体加入搅拌的二胺水溶液中,反应在室温下开始,因反应放热,温度可升至50~60 ℃,生成的高聚物可经过分离而得。

高性能热塑性树脂基复合材料的研究进展

高性能热塑性树脂基复合材料的研究进展

综述高性能热塑性树脂基复合材料的研究进展陈平于祺孙明陆春(大连理工大学化工学院高分子材料系,116012)摘要近些年来,纤维增强热塑性树脂基复合材料已逐步发展成为复合材料中一个高性能、低成本的新型材料家族。

本文主要介绍了各种高性能工程塑料和增强纤维的发展,连续纤维增强热塑性树脂的浸渍工艺及成型工艺,最后还介绍了热塑性纤维复合材料的发展趋势。

关键词热塑性树脂;高性能;纤维增强;复合材料Advances in High Performance FRTP CompositesChen Ping Yu Qi Sun Ming Lu Chun(Department of Polymer Science and Material,Dalian Uni versity of Technology,Dalian,116012) ABSTRACT In recent years,fiber reinforced thermoplastic composite materials has become a new family member of composites wi th high performance and low cost materials.T his paper mainly introduces the develop ment of hi gh performance thermoplastic and reinforced fiber,the impregnating process and forming techniques of the thermoplastic resin rei nfor ced with the continuous fiber.At last,the developing trend of the thermoplastic composites is also introduced.KEYWORDS thermoplastic resin;high performance,fiber rei nforced;composi tes1前言自50年代树脂基复合材料问世以后的几十年来,一直以热固性树脂基复合材料为主流发展着。

凯夫拉加固热塑性复合材料

凯夫拉加固热塑性复合材料

凯夫拉加固热塑性复合材料
凯夫拉,又称为聚对苯二甲酰胺,是一种具有极高强度和刚度的合成纤维,在复合材料领域有着广泛的应用。

凯夫拉加固热塑性复合材料是一种新型材料,通过在热塑性基体中添加凯夫拉纤维,实现了材料性能的显著提升。

这种复合材料的独特之处在于凯夫拉纤维的优异性能。

凯夫拉纤维具有极高的拉伸强度和模量,使得加固后的复合材料具备了出色的耐拉伸性能,能够承受较大的拉伸载荷而不容易发生变形或破坏。

此外,凯夫拉纤维还具有较高的抗冲击性和耐磨损性,使得复合材料在受到外部冲击或摩擦时能够更好地保持稳定性。

通过将凯夫拉纤维与热塑性基体进行有效结合,可以实现复合材料的综合性能优化。

凯夫拉纤维的高强度和刚度为复合材料提供了良好的强度和刚度,使其在应力集中区域具有较高的抗拉应力能力,有效提升了材料的抗拉性能。

同时,凯夫拉纤维的耐磨损性和抗冲击性也为复合材料在使用过程中提供了更长的使用寿命。

凯夫拉加固热塑性复合材料具有较好的加工性能,可以通过注塑、压延、挤出等工艺进行成型。

在制备过程中,可根据实际需要对凯夫拉纤维进行定向排布,从而进一步优化复合材料的力学性能。

同时,凯夫拉纤维与热塑性基体之间的界面结合也得到了改善,增强了复合材料的结合强度和耐久性。

总的来说,凯夫拉加固热塑性复合材料具有优异的力学性能、耐磨损性和抗冲击性,适用于汽车、航空航天、体育器材等领域。

随着材料科学技术的不断发展,凯夫拉加固热塑性复合材料有望在更多领域得到广泛应用,并为相关行业的发展注入新的活力。

Kevlar纤维的表面处理及其复合材料界面研究

Kevlar纤维的表面处理及其复合材料界面研究

武汉理工大学硕士学位论文Kevlar纤维的表面处理及其复合材料界面研究姓名:张珊珊申请学位级别:硕士专业:材料学指导教师:王钧20090501第3章表面处理对Kevlar纤维的影响Kevlar纤维是航空航天工程用复合材料的重要纤维材料。

芳纶纤维具有高比强度、高比弹性模量、良好的抗冲击性等优良的力学性能而被用来缝合复合材料。

由于Kevlar纤维的表面化学惰性大,与树脂的黏附性及浸润性差,因而影响它在复合材料中的应用。

实际应用时需要此种材料有良好的界面粘结,以保证在纤维破坏前可均匀地、有效地传递载荷,提高界面结合强度。

因此,为了充分发挥Kevlar纤维优异的力学性能,可以对纤维进行表面改性处理。

本章内容主要是对Kevlar纤维进行UV和磷酸处理,对比两种处理结果,观察纤维经两种不同处理方法前后表面形态结构与纤维单丝强度的变化。

3.1表面处理对Kevlar纤维表面形态结构的影响3.1.1UV处理对Kevlar纤维表面形态结构的影响采用扫描电子显微镜分析Kevlar纤维经UV处理前后的表面形貌变化。

本文选择了能够较好地反映纤维整体效果的5000倍放大倍数,这样经UV处理的Kevlar纤维表面形貌变化可以清晰形象地展现出来了。

图3.1表示UV处理对芳纶表面形态结构的影响。

从图3.1可以看出,未处理的Kevlar纤维表面是较为光滑圆整的,几乎无破损现象(如图a)。

随着照射时间的增加,处理时间为8min时,可以看到Kevlar纤维表面变得粗糙、出现斑点,有的纤维表面甚至开始发生形变,出现了条纹和沟槽(如图b.)。

由此可知紫外光照射破坏了Kevlar纤维表面原有的结构而使纤维表面出现了缺陷。

当照射时间继续延长,表面变得更为粗糙(如图c),此时Kevlar纤维表面出现了较多、较大的突起,附有不均匀的斑状物,表面可见到类似微裂纹的浅沟槽,它们分布不连续也不均匀。

复合材料缝合技术的研究及应用进展

复合材料缝合技术的研究及应用进展

复合材料缝合技术是指采用缝合线使多层织物结合成准三维立体织物或使分离的数片织物连接成整体结构的一种复合材料预制体制备技术。

该技术起源于20世纪中后期,由于其可以提高复合材料层间损伤容限,大大改善复合材料抗冲击性能而备受关注,并在近些年来得到了广泛应用。

本文系统介绍了复合材料缝合技术的特点,主要缝合方式和工艺参数及其最优的适用范围,总结了缝合技术影响复合材料拉伸、压缩、弯曲、层剪及冲击后压缩等重要力学性能的主要研究成果,最后对复合材料缝合技术的国内外重大研究及应用进展进行了阐述并提出了展望。

一、缝合技术的特点相对于传统的复合材料纺织、编织及铺叠工艺来说,缝合技术主要具备以下特点:①可设计性强,缝合预制体的铺层方向,铺层距离和纤维结构等均可以进行优化组合,同时缝合方式和缝合区域也可以按需调整;②缝合对原有纤维分布影响较小,而且通过缝合参数的合理设定可以获得一定程度的整体结构,并达到合理的均匀应力状态;③缝线可以承受大部分载荷,而且减少了周围树脂的应力集中,可以显著提高复合材料层间性能;④可高度自动化,目前已开发出用于提高缝合一致性和缝合效率的高度自动化缝合设备;⑤装配工艺优异,缝合作为一种连接技术,与复合材料其他连接技术(粘接、铆接等)相比,缝合复合材料整体性强,不易产生局部应力集中。

二、主要缝合方式及工艺参数在结构应用上主要采用3种缝合方式,即改进的锁式缝合、链式缝合及簇绒法(tufting)缝合(详见图1所示)。

锁式缝合属于双面缝合,改进的锁式缝合中,缝线被缝针从预制体一侧带入,与底线结套后再由缝针带出进行下一个循环,上线与底线的结套处位于预制体表面,最大限度的减少了预制体厚度方向上的缝线及纤维弯曲及应力集中效应,具体如图1(a)所示。

锁式缝合一般要求预制体具有较小的曲率变化,目前广泛应用于大尺寸壁板边缘缝合及加强筋与蒙皮的连接缝合,缝合厚度可达20mm。

链式缝合属于单面缝合,弯月形的缝针与摆线钩针位于同一边,随着缝针沿缝线方向移动,弯针反复穿透预制体并使绕套相连,具体如图1(b)所示。

Si02纳米粒子/Kevlar织物复合材料的防刺性能研究

Si02纳米粒子/Kevlar织物复合材料的防刺性能研究
展 , 防 弹衣 的制 作有 了 巨大 改 进 。但 是 , 部 分 使 大 用这 些高 强度 纤维 生 产 的具 备 防刺 功 能 的 防 弹 织 物材料 很厚 重 , 现在 防刺 材料 的主要 问题 在 于在 满 足防刺 效果 的情 况 下 达 不 到 轻 、 、 和 经 济 的 目 薄 软
越来 越 多的近 距离 突发 事 件 , 发 展能 够提 供 防刺 使
保护 能力 的柔 软 的软 甲成 为必需 。
分 别 将 K va、 纶 和 涤 纶 织 物 浸 入 稀 释 的 el 锦 r
SO 纳 米粒 子悬 浮 液 中约 3 n 然 后 自然 干燥 。 i: 0mi ,
高强度纤维如 K v rZl el 、y n和 Set 等 的发 a o pc a r
济 的 问题 。本 文 试 验 是 基 于 我 国公 安 部 的 防刺 服
的标准 G 6 20 ¨ 。 A 803
基金项 目: 北京市重点学科基金资助项 目(k0 0 0 2 ) x 10 7 4 4
收 稿 日期 :0 7—1 4 20 0—1
作者简介 : 王志 刚, ,9 9年生 , 读硕 士研 究 生 。研 究课 男 17 在
的。
纳米粒子分别与 K v r锦纶和涤纶织物制成复合 el 、 a
材料。
复 合材 料 中织 物 的纱 线线 密度 、 米粒 子质 量 纳 分数 ( 米 粒 子 与纯 织 物 质 量 之 比 ) 复 合 材 料 单 纳 、 层 面密 度如 表 1 所示 。
表 1 防刺材料参数
本 文研 究 SO i 纳米 粒子 与 K v r 物 复 合材 el 织 a 料 的 防刺性 能 , 致力 于解 决 防刺材 料 轻 、 、 和经 薄 软

凯夫拉材料的报告

凯夫拉材料的报告

2.Kevlar材料(重点)
(5)材料分类应用
主要用于绳索、电 缆、涂漆织物、带 和带状物,以及防 弹背心等。 用于航空、
宇航、造船 ARAMID纤维包括三种牌号的产品,并重改名称。 工业的复合 PRD--49--IV改称为芳纶--29; 材料制件。 PRD--49--III改称为芳纶--49; B纤维改称为芳纶。
2.Kevlar材料(重点)
(2)压缩性能 在轴向和径向具有较低的压缩性能,这主要由于它的高结 晶和高取向。 (3)剪切性能 凯夫拉纤维具有较低的剪切性能,因为它具有较高的各向 异性。 (4)耐磨性能 由于凯夫拉纤维较弱的横向结合力,因此具有较低的耐磨 性能,当纤维之间摩擦或与金属表面摩擦,易原纤化。这 种情况在纤维表面区域,易纤维劈裂或原纤化,以致形成 断裂。为了保护其表面,大部分凯夫拉纤维制品上油剂, 增加耐磨性。
2.Kevlar材料(重点)
(5)材料应用
2.Kevlar材料(重点)
(5)材料应用(军品)
防护头盔
防弹背心
2.Kevlar材料(重点)
(5)材料应(民品)
Kevlar和碳纤维的性能比较 ?
• 芳纶纤维全称为“聚对苯二甲酰对苯二胺”,英文为Aramid fiber(杜邦 公司的商品名为Kevlar),是一种新型高科技合成纤维,具有超高强度、 高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的 5~6 倍 ,模量为钢丝或玻璃纤维的2~3倍,韧性是钢丝的2倍,而重量仅 为钢丝的1/5左右,在560度的温度下,不分解,不融化。它具有良好 的绝缘性和抗老化性能,具有很长的生命周期。芳纶的发现,被认为 是材料界一个非常重要的历史进程。 • 碳纤维是一种纤维状碳材料。它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、 比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电,具有许 多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。碳纤维可分别用聚丙烯 腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得;按状态分为长丝、 短纤维和短切纤维;按力学性能分为通用型和高性能型 。通用型碳纤 维强度为1000兆帕(MPa)、模量为100GPa左右。高性能型碳纤维又 分为高强型(强度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量300GPa以 上)。强度大于4000MPa的又称为超高强型;模量大于450GPa的称为 超高模型。 • 现在,流行一种二者的结合碳纤维-凯夫拉纤维混合复合材料。

剪切增稠流体浸渍Kevlar复合材料的防刺性能

剪切增稠流体浸渍Kevlar复合材料的防刺性能

好 , 防刺性能 检测 。 备
1 3 防刺性能检 测 .

图 1 系 统 结构 示 意 图
。 。 。 ’ ’ 一 : 一 一 ’ 一 ’ ’ 一 一 一 : 一 一 一 一 一 一 。 。 ’ 一 一 一 一 一 ’ 一 ’ 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一
: i瞬态冲击力测量系统 : i
受 力情 况 。每 种试 样进 行 3次试 验 , 验 后立 即 试 测 量刺穿 深度 , 取最深 者作为 最终数 据 。
SO/ E i2P G分散 体系 , 以体 系 12和 3标 识 。制备 、
方法是 在适量 P G 中边搅 拌边 加 入 纳米 SO 粉 E i
末 。高速搅拌 1h后 , 为保 证充 分分 散 , 用超 声波 清洗器 ( Q O 上海 超声 波仪器 厂 ) C5, 继续 分散 3h 。
上 。NWanr ge 等人 发 现 , S F浸渍 的 K va 经 T el r 纤维 布 的防弹道 冲 击性 能 显 著 提 高。V BCTn a 等人 研究 了用 S ( WS 纳米 SO i 分散在水 中的胶
体溶 液 ) 渍后 T ao T 1 纹编织 布 弹道性 浸 w rnC 6 5平
防刺性 能 的瞬 态受 力响应过 程 和刺 穿深度 , 以及 S F K v r复合 材料 的吸 能机 理 。 实验 结 果 T — el a
表明, 经浸 渍 的 K va 织物 防刺 穿力峰 值提 高到 约 40N, 合材 料 的第 一层 受 力响 应 时 间 缩 el r 0 复 短到 35m , . s而刺 穿深 度 降低 较 小。其 中以 10n i 配制 的 中间 浓度 的 分 散 体 系浸 渍 后 , 2 m SO

Kevlar纤维复合材料用于坦克装甲防护

Kevlar纤维复合材料用于坦克装甲防护

玻璃纤维知识对于主战坦克的设计来说,坦克重量的限制是一个棘手的难题。

要提高其防护能力,必须加厚装甲,但这样不仅增加坦克重量,影响其机动性能,同时又会妨碍其它装置的设计。

由于Kevlar纤维的比重比玻璃纤维约小一半,在防护能力相同的情况下,其重量可减少近一半。

在给定重量下的Kevlar纤维层压板防弹能力是钢的5倍左右,并且Kevlar纤维层压薄板的韧性是玻璃钢的3倍,故在受到弹丸攻击时,可吸收大量的冲击动能,是钢、铝、玻璃钢装甲的理想代用品,但价格较高。

近年来,Kevlar纤维复合材料已用于装甲材料,如美M-1主战坦克采用“钢-Kevlar-钢”型的复合装甲。

它能防中子弹、防破甲厚度约700mm的反坦克导弹,还能减少因被破甲弹击中而在驾驶舱内形成的瞬时压力效应。

在M1A1坦克上的主装甲也采用Kevlar纤维复合材料制造,可防穿甲弹和破甲弹。

在美M113装甲人员输送车内部结构的关键部位装Kevlar装甲衬层,可对破甲弹、穿甲弹和杀伤弹的冲击或侵彻提供后效装甲防护。

各国在坦克易中弹的炮塔和车体各部位,普遍安装附加装甲和侧裙板。

现也可采用Kev1ar纤维复合材料制成“拼-挂”式附加装甲的背板,以提高铝装甲或钢装甲防弹及防破片的能力。

制造附加装甲的Kev1ar纤维层压薄板通常含有9%~20%的树脂.在重量相同的情况下,Kevlar与铝甲板的复合装甲的防护力较铝装甲大一倍。

由于Kevlar纤维复合材料具有上述特点,目前美国已订出Kevlar纤维复合装甲的技术规范。

绝缘单梯的主要技术要求:(一)绝缘单梯外观、装配1、绝缘梯外观:绝缘梯各部件外形不得有尖锐棱角,应倒圆弧。

2、绝缘梯装配:应符合YB3205之规定(二)绝缘单梯一般要求1、绝缘梯原材料应预选检验2、绝缘梯使用的铝合金材料制件应做表面阳极氧化处理,轴类钢制件表面应有防护镀层;绝缘层压类材料制件加工表面应用绝缘漆进行处理。

3、绝缘梯金属部件表面粗糙度应≤6.3绝缘梯各部件加工表面应规则、平整。

STF-Kevlar柔性复合材料制备与性能研究

STF-Kevlar柔性复合材料制备与性能研究

STF-Kevlar柔性复合材料制备与性能研究刘传值;汪俊辰;张景淞;杨宇川;赵海涛【期刊名称】《沈阳理工大学学报》【年(卷),期】2018(037)006【摘要】以纳米SiO2为分散相粒子,聚乙二醇为分散介质,制备剪切增稠流体,并与Kevlar纤维复合制备STF-Kevlar柔性复合材料.采用扫描电子显微镜和转矩流变仪对微观结构和性能进行表征.结果表明:SiO2的固含量为35%时附着效果最佳,均匀分散;浸渍在STF里的时间为30 min时效果最佳.在稳态曲线中,固含量为35%、40%、45%的体系中随着SiO2固含量的增大,STF的起始粘度增加,STF体系中的临界剪切速率减小;在动态曲线中,初始复合粘度随着固含量的增加而增大,随着角速率的增大,STF体系的复合粘度逐渐减小.【总页数】6页(P27-32)【作者】刘传值;汪俊辰;张景淞;杨宇川;赵海涛【作者单位】沈阳理工大学材料科学与工程学院,沈阳110159;沈阳理工大学材料科学与工程学院,沈阳110159;沈阳理工大学材料科学与工程学院,沈阳110159;沈阳理工大学材料科学与工程学院,沈阳110159;沈阳理工大学材料科学与工程学院,沈阳110159【正文语种】中文【中图分类】TB332【相关文献】1.仿生树型超高分子量聚乙烯柔性防刺复合材料制备及其透湿性能 [J], 张恒;甄琪;钱晓明;刘让同;张一风2.柔性苎麻复合材料制备及其性能表征 [J], 赵勇;李丹丹;王强;田伟;祝成炎3.超大隔距经编间隔柔性复合材料制备与压缩性能研究 [J], 喻颖;张超;马丕波4.兼具吸水保水和养分缓释性能的腐殖酸改性复合材料制备及性能研究 [J], 郝宏斌;李聪颖;刘亚青5.浸轧压力对STF-Kevlar织物高速冲击性能影响研究 [J], 刘璐璐;柳旭;赵振华;罗刚;陈伟因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

磷酸表面改性Kevlar纤维及其复合材料性能的研究

磷酸表面改性Kevlar纤维及其复合材料性能的研究

Kv r el 纤维 经丙酮 、 离子 水各 清 洗 1 a 去 2h以除
究 。宋 晓蕾等 用磷 酸对 PT P A纤维 进行 表 面改
性, 研究 表 明磷 酸处 理方法 对纤维 的强度 损伤不 大 , 可 以有效 地改善 纤维 与树脂 基体 间 的界 面性能 。王
去表 面 附着 物 , 10C下 烘 干 后 置 于 干燥 箱 中备 于 1 ̄
于金属 、 维 的表 面 改 性 处 理 及 耐 化 学 药 品性 研 纤
x射线 光 电子能 谱 ( P ) : x lad X S 仪 A i ut i , s r d型
英 国 K a s nlt a 公 司 。 r o a i l t a yc
1 3 试样制 备 .
( ) el 纤维 的表 面改性 1Kv r a
问题 , 开 了相关 研究 。 展 K va 纤 维常见 的表 面改性 方法 主要 有物 理 改 el r
性 和化学 改性两 种 。化 学改性 的 目的是 通过 氧
B I工业 品 , M: 湖北峰 光化工 厂 ; 二 烯丙基 双酚 A( B : D A) 工业 品 , 山东莱玉化 工 有 限公 司 ;
是 一种 高 性 能有 机 纤 维 , Ⅳ - 4 一 苯 甲烷 双 马 Ⅳ, 4, 二
变化 , 同时分 析 了磷 酸表 面 改性 对 B / elr 合 MIK v 复 a
材料层 间剪切 强度 (L S 和 吸湿性能 的影 响 。 IS )
1 实验部分
1 1 主要 原材 料 .
来 酰亚胺 ( MI树脂是 一种性 能优 良的耐高 温热 固 B ) 性 树脂 , 因此 K v r B 的有机 结合 可 望获 得性 el 与 MI a 能更加优 异 的 复合 材 料 。但 是 由于 K v r 面化 el 表 a 学活性低 , 缺少极 性 官 能 团 , 而且 纤 维结 晶度 高 、 表 面光滑 , 致使纤维 与树脂 基体 的界 面粘结性 能差 , 不 能获得性 能优异 的先进 聚合 物基复 合材 料 Ij 4。笔 者 针对 K v r 强 聚 合 物基 复合 材 料存 在 的瓶 颈 el 增 a

剪切增稠流体在Kevlar复合材料中的应用研究进展

剪切增稠流体在Kevlar复合材料中的应用研究进展

剪切增稠流体在Kevlar复合材料中的应用研究进展
杨人元;占晓;徐余欢;杜婧羽;张道海;秦舒浩
【期刊名称】《胶体与聚合物》
【年(卷),期】2024(42)1
【摘要】高强度、高韧性、低密度的凯夫拉(Kevlar)材料在防护领域广泛应用,但直接使用Kevlar织物制备防护材料会使其过于笨重。

因此,人们研究了轻质灵活的Kevlar复合材料,使用剪切增稠流体来增强其性能。

本综述总结了使用不同分散相和分散介质的剪切增稠流体浸渍Kevlar复合材料的研究进展,旨在为防护材料的后续研究提供思路。

【总页数】5页(P42-45)
【作者】杨人元;占晓;徐余欢;杜婧羽;张道海;秦舒浩
【作者单位】贵州民族大学化学工程学院;国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TB332;TQ317
【相关文献】
1.Kevlar纤维布/剪切增稠液复合材料制备及防刺性能
2.剪切增稠流体浸渍Kevlar复合材料的防刺性能
3.剪切增稠流体在低速冲击防护中的应用研究
4.剪切增稠凝胶复合材料的研究进展
5.剪切增稠流体在锂离子电池电解质方面的研究进展
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凯夫拉纤维在防弹材料上的应用研究进展

凯夫拉纤维在防弹材料上的应用研究进展

《近现代军事功能材料》课程论文凯夫拉纤维在防弹材料上的应用研究进展学院名称:专业:班级:学号:姓名:指导教师:二〇一九年十一月凯夫拉纤维在防弹材料上的应用研究发展摘要:防弹衣的原理就是通过材料的变形破裂,吸收和消耗子弹或破片的动能,阻止其穿透。

现代防弹衣的终极追求是在保证防护性能的同时尽可能轻薄,根据防弹结构的材质不同,主要可分为软质、硬质两类。

20 世纪60 年代,美国杜邦公司合成出一种新的芳纶纤维,命名为凯夫拉。

被迅速用于防弹衣的制造。

用这种材料制成的防弹衣仅重2-3千克,而且穿着舒适,行动方便,很快就被世界上许多国家的军队采用。

[1]关键词:凯夫拉,防弹衣,轻便,防弹头盔,性质,生活的应用。

A bstract:The principle of bullet proof vest is to absorb and consume the kinetic energy of bullet or fragment and prevent its penetration through the deformation and fracture of material. The ultimate pursuit of modern bulletproof clothing is to ensure the protection performance as thin as possible. According to the different materials of bulletproof structure, it can be divided into two categories: soft and hard. In the 1960s, DuPont company in the United States synthesized a new kind of aramid fiber, named Kevlar. It was rapidly used in the manufacture of bulletproof vests. The bulletproof vest made of this material weighs only 2-3kg, and it is comfortable to wear and convenient to move. It is quickly adopted by the military forces of many countries in the world.Key words: Kevlar, bulletproof vest, light weight, bulletproof helmet, nature, application of life.Research and development of Kevlar fiber in bulletproofmaterialsLantian Ge(Jiangsu University of Technology,Changzhou,Jiangsu 213000)一,凯夫拉纤维的发现如此具有影响力的材料,竟然是出自一个出生在美国的波兰老奶奶之手——被誉为“防弹衣之母”的斯蒂芬妮·露易丝·克沃勒克(Stephanie Louise Kwolek),克沃勒克于1923年7月31日出生于美国匹兹堡,她的父母都是来自波兰的移民,父亲在她10岁时去世。

3d打印连续芳纶纤维增强聚乳酸复合材料的拉伸性能研究

3d打印连续芳纶纤维增强聚乳酸复合材料的拉伸性能研究
第 47 卷第 12 期
2019 年 12 月
成型加工
与 设 备
塑料工业
CHINA PLASTICS INDUSTRY
27
3D 打印连续芳纶纤维增强聚乳酸
复合材料的拉伸性能研究 ∗
刘良强1 ꎬ 肖学良1ꎬ∗∗ ꎬ 董 科1 ꎬ 钱 坤1 ꎬ 周红涛1ꎬ2
(1. 江南大学生态纺织教育部重点实验室ꎬ 江苏 无锡 214122ꎻ
Abstract: In this paperꎬ continuous Kevlar fiber and polylactic acid ( PLA) were used as reinforcement and matrixꎬ and samples
were prepared by fused deposition modeling ( FDM) three dimensional ( 3D) printing process. The effects of printing layer heightꎬ
样中纤维含量逐渐增加ꎬ 试样的拉伸强度显著增大ꎮ 同时随着打印温度的增加ꎬ 基体与纤维束结合加强ꎬ 在一定范围内试样强
度呈现上升趋势ꎮ 当打印层高为 0 3 mmꎬ 纤维体积分数为 4 1% ꎬ 试样的拉伸强度可达 127 MPaꎬ 较纯 PLA 试样拉伸性能提高
124 6% ꎻ 较传统的纯 PLA 材料 3D 打印试样ꎬ 连续芳纶纤维的加入极大地提高了试样的拉伸性能ꎮ
2. 盐城工业职业技术学院纺织服装学院ꎬ 江苏 盐城 224000)
摘要: 将连续芳纶纤维 ( Kevlar) 和聚乳酸 ( PLA) 分别用作增强体和基体ꎬ 同时引入熔融沉积成型 ( FDM) 打印工艺制
备样品ꎬ 研究了打印层高、 线宽、 温度对连续芳纶纤维复合材料拉伸性能的影响ꎮ 结果表明ꎬ 随着打印层高与线宽的减小ꎬ 试

纳米混杂Kevlar/Surlyn复合材料的制备与防刺性能研究

纳米混杂Kevlar/Surlyn复合材料的制备与防刺性能研究

C noei 防Pat 究 he备eEm ir c研e n装Ptqn a l i p 护or术ut s技 v
通过 对复合 材 料基 片力 学性 能 .以及靶 样 动态 穿刺性 能 的测试 ,发现 采用 喷涂 工艺 制备 的纳 米混 杂复合 材料 的综合 性能好
33 纳米 SO, . i 含量 的影 响
的 温 度 和 压 力 下 热 压 成 型 . 自然 冷 却 后 脱 模 即得 根 据公 安部 G 8 2 0 A 6 — 0 8防刺服 标准 进行 E。实验 6 ] K va S r n复 合材 料 e l /ul r y 设 备 采 用 承 德 市 世 鹏 检 测 设 备 有 限 公 司 生 产 的
喷涂 后 的织物 采用相 同烘干工 艺烘 干备 用 23 纳 米混 杂 K va/ uln复 合材料 的 制备 . e lr r S y
如图 2所 示 。上夹 头夹 持 舌头 .下 夹头 夹持 与舌 头
轧 制工 艺 :利 用 自制轧 制机 对 浸 泡有 纳 米 SO 平 行 的 两 边 i:
响 规 律
单 束 拔脱 力 测试 :纤 维 的抽拔 破坏 是穿 刺 破坏
时一 种 重要 纤维 破 坏形 式 【 目前 并 没有 检 测 单束 4 ]
2实 镯 | 滁
21 原 材 料 .
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_ 拔 脱力 的标准 .参 考对 于 防 弹层 的单束 拔脱 力 测量
物 放 入烘 干 箱 内 进行 烘 干 .烘 干 温 度 为 1 5C 0 c 。烘 试 样 大 小 为 1 0 x 0 m.舌 宽 1 r l 0 mm 3 m 0 m.试 样 尺寸 a
干8 h后 ,取 出放 入干燥 器 中保存 备用
溶 液 的 K v r 物 进 行 轧 制 ,使 纳米 SO 粒 子 在 el 织 a i。 外 力作用 下 与 K v r 物 复合 将 轧制 后 的织 物采 el 织 a 用相 同烘 干工 艺烘 干备 用 喷涂 工艺 :利 用喷 枪将 纳米 SO 悬 浮 液喷涂 在 i, K va 物 的表 面 喷 涂 过 程 压 力 均 匀 .液 雾 稳 el r织 定 ,纳 米 SO 均 匀 的 喷涂 在 K va 织 物 表 面 。将 i elr

杜邦 Kevlar补强橡胶的研究

杜邦 Kevlar补强橡胶的研究

杜邦TM Kevlar®高性能化弹性体(Kevlar®Engineered Elastomer)补强橡胶的研究黎学东1 杨青2((1) 杜邦中国研发中心上海201210(2) 中国橡胶工业协会材料研究检测中心北京100107)摘要:杜邦TM Kevlar® 纤维具有极高的强度和模量。

Kevlar®高性能化弹性体(Kevlar®Engineered Elastomer) 是一种由杜邦专利技术制造的Kevlar®浆粕与橡胶的预分散体,主要用于橡胶的补强。

结果表明,Kevlar®高性能化弹性体加入到橡胶中能显著提高橡胶的定伸长负荷。

与炭黑比较在达到同等定伸长负荷的情况下,Kevlar®高性能化弹性体能大幅度降低橡胶的门尼粘度和生热。

同时改善橡胶的热老化性能。

在研究范围内,Kevlar®高性能化弹性体对橡胶的扯断强度没有显著的影响。

Abstract:DuPont TM Kevlar® fiber possesses superior high strength and high modulus. Kevlar® Engineered Elastomer (Kevlar® EE) is a pre-dispersion of Kevlar® pulp in rubber matrix made from DuPont patented technology and is mainly used for rubber reinforcement. Resultsshowed that Kevlar® EE significantly increased the modulus of rubber compound. When using carbon black and Kevlar® EE to increase rubber modulus separately to the same level, the rubber compound reinforced with Kevlar® EE showed significantly lower Mooney viscosity and lower heat generation. Kevlar® EE also improved the heat aging performance of rubber compound. Within the studied range, Kevlar® EE did not show significant effect on the tensile strength of rubber compound.美国杜邦公司于1972 年商业化以Kevlar®为品牌的对位芳纶纤维。

铝板Kevlar组合防护结构超高速撞击特性研究

铝板Kevlar组合防护结构超高速撞击特性研究

毕业设计(论文)题 目 铝板/Kevlar 组合防护结构超高速撞击特性研究专 业 复合材料与工程学 号 1051840103学 生 张 建指 导 教 师 管公顺答 辩 日 期 哈尔滨工业大学 2009/6/30摘要随着人类航天活动的增多和空间环境的恶化,微流星体和空间碎片的超高速碰撞可能导致航天器部分功能的失效甚至任务终止,对于载人航天来讲,空间碎片环境对乘员的人身安全形成了严重威胁。

近些年来有关微流行体和空间碎片防护的研究得到了国内外的高度重视。

本文使用AUTODYN-2D软件对Kevlar-epoxy这种材料的超高速撞击防护性能进行仿真研究并与铝合金AL6061的防护性能进行比较,以考察其防护效果。

对以Kevlar-epoxy和铝合金AL6061为前壁的Whipple防护结构在不同弹丸撞击速度下的防护效果进行了仿真研究,比较两种材料相同面密度下的防护性能差异。

在Kevlar-epoxy和AL6061防护结构基础上设计出Kevlar-epoxy/AL6061混合的多层防护结构,研究结果表明,该结构可有效防御撞击速度为3km/s的空间碎片撞击。

为改善Kevlar-epoxy/AL6061混合多层防护结构的防护性能,设计了几种不同的模拟方案,并对AL6061/Kevlar-epoxy混合多层防护结构进行了优化分析。

关键词空间碎片;超高速撞击;防护结构;Kevlar/epoxy;SPH- I -AbstractWith the increase in human space activities and the deterioration of the space environment micro-meteoroids and space debris impact on spacecraft become an important factor for safe operation. Of the micro-epidemic prevention and research of space debris has been attached great importance at home and abroad. Experts in related fields both at home and abroad on the spacecraft's protective shield have done a great deal of research work including high-speed impact experiments and numerical simulation.In this paper, use AUTODYN-2D software to simulate and study the performance of Kevlar-epoxy and compare the performance of the protective to aluminum alloy Al6061. Simulated the impact of Kevlar-epoxy and AL6061 Whipple shield in different speed to study the performance. Design a AL6061/Kevlar-epoxy Hybrid MSS and simulate some different project of this spacecraft's protective shield to optimize it.Keywords space debris;high-speed impact;spacecraft's protective shield;Kevlar-epoxy;SPH- II -目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外研究现状 (2)图1-1 Whipple防护结构 (3)图1-2 Whipple防护结构撞击损伤过程 (3)1.3 超高速撞击损伤特性描述方法 (6)1.3.1 前板撞击损伤特性描述 (7)1.3.2 后板撞击损伤特性描述 (7)1.4 撞击损伤分类 (8)1.5 本文主要研究内容 (10)第2章数字模拟方法分析 (12)2.1 拉格朗日法 (12)2.2 欧拉法 (12)2.3 SPH法 (13)2.3.1 加权残量 (14)2.3.2 无网格方法的紧支域 (15)2.3.3 核近似方案 (16)2.3.4 残差消除方案 (17)2.4 本章小结 (18)第3章Kevlar-epoxy与Al6061超高速撞击防护特性 (19)3.1 AL6061防护屏Whipple防护结构 (19)3.2 Kevlar-epoxy防护屏Whipple防护 (23)3.3 计算结果分析 (27)3.4 本章小结 (28)第4章多层板防护屏防护结构超高速撞击防护特性 (29)4.1 AL6061多层板防护结构 (29)4.2 AL6061/Kevlar-epoxy混合多层防护结构 (31)4.3 AL6061/Kevlar-epoxy防护结构优化 (33)- III -4.4 本章小结 (36)结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)- IV -第1章绪论1.1课题背景在人类几十年的航天活动中,由于航天器在轨解体及运行期间任务相关部件的释放,产生了大量空间碎片。

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Kevlar缝合复合材料的研究进展’
艾涛王汝敏
(西北工业大学应用化学系,西安710072)
摘要Kevlar缝合复合材料具有良好的层间断裂韧性和高的抗冲击损伤容限,显示出广阔的应用前景。

介绍了Kevlar缝合复合材料的制备技术,综述了其测试方法、缝合工艺参数对复合材料性能的影响及其应用的研究进展。

关键词复合材料Kevlar缝合性能综述
ProgressinStitchedCompositeswithKeVlarYarns
AITaoWANGRumin
(DepartmentofAppliedChemistry,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072)AbstractStitchedcompositeswithKevlaryarnsnotonlypossessgoodinterlaminarfracturetoughness,butalsoexhibithighimpactdamagetolerance.Therefore,theyhavewidepotentialapplications.Inthispaper,thefabri~catingtechnologyofstitchedcompositesisintroduced.Theirtestmethods,applicationsandtheeffectofstitchingpa~rametersoncompositespropertiesarealsoreviewed.
1【eywOrdscomposites,Kevlar,stitched,properties,review
0引言1制备技术
传统的纤维增强树脂复合材料层板加工费用高、层间强度低、层间断裂韧性差以及抗冲击损伤容限低。

例如碳纤维增强环氧树脂复合材料(CFRP),在面内主方向的拉伸强度为500~800MPa,而层间拉伸强度却只有20~30MPa[1]。

复合材料层合板低劣的层间强度和层间断裂韧性,限制了其在许多轻型结构中的应用。

穿过层板厚度的缝合是提高复合材料层间性能最有效的方法之一[2]。

该技术是先用缝合线(常用Kevlar纱线)将预成形件缝合成一个整体,再用树脂膜熔渗透(RFI)或树脂转移模塑成形工艺(RTM)技术复合成型。

这种技术最早发展于20世纪80年代末,当时为了降低飞机的制造成本,美国航空航天局(NASA)的先进复合材料技术研究计划(ACT计划)[3]和美国空军的先进轻型飞机机身结构计划(ALAFS计划)[4]均把缝合/RTM和缝合/RFl(树脂膜渗透成形工艺)技术作为一项关键技术进行重点研究。

目前,发达国家对Kevlar纤维缝合复合材料的研究工作主要集中在先进缝合机械、固化成型方法、制品性能及测试方法等几个方面,现已在缝合复合材料力学性能理论分析和实验方法等方面取得了许多重大成果,累积了大量的性能数据[5”],并已应用到了飞机制造中;我国对Kevlar纤维缝合复合材料的研究起步较晚,研究工作现主要集中在缝合工艺参数与缝合复合材料性能的关系方面。

本文简要综述了Kevlar纤维缝合复合材料的制备技术、工艺参数、性能以及应用的研究进展。

缝合复合材料的制备过程如图1Ⅲ所示。

整个过程共分为3个阶段;①纤维预成形件铺叠;②缝合;③RTM或RFI成型。

图1缝合复合材料的制备工序
1.1缝合技术
缝合既可缝合预浸料,又可缝合织物预成形件。

缝合预浸料可直接固化成型,但在缝合过程中将会造成相当大的纤维损伤;缝合织物预成形件则需通过RFI或RTM浸渍树脂后,才可固化成型。

因缝合织物预成形件,缝针在穿过缝合时,不受高粘树脂的阻挡,可较容易地穿过织物,所以对纤维的损伤相对较轻‘…。

缝合技术的成功实现需要合适的缝合机、缝针和缝线。

第一代工业缝合机只能缝合1in厚的薄型飞机外壳板。

1992年后,
*“十五”总装预研项目(课题编号:41312010101)
艾涛:男,1972年生,博士生,从事高性能纤维复合材料研究
E—mail:aiaitao@163.com。

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