隨著人類社會(huì)的飛速發(fā)展,人們對(duì)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料提出了更高的要求。傳統(tǒng)復(fù)合材料的抗沖擊性能已經(jīng)接近極限,難以滿足特殊領(lǐng)域的需求。為此,亟需引入新的抗沖擊模式,進(jìn)一步提高纖維復(fù)合材料中纖維與樹脂的性能利用率,從而提高復(fù)合材料的抗沖擊性能。本文通過對(duì)芳綸纖維（Kevlar-49）進(jìn)行預(yù)微纖化處理,確定芳綸纖維經(jīng)過預(yù)微纖化后浸潤(rùn)環(huán)氧樹脂的最佳制備條件。然后制備芳綸納米纖維,并使用芳綸納米纖維對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行增強(qiáng)增韌,探究?jī)烧咧g固化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與性能。最后采用層壓成型工藝制備芳綸環(huán)氧復(fù)合材料靶版,進(jìn)行彈道侵徹試驗(yàn)。對(duì)經(jīng)過預(yù)微纖化處理后的靶板進(jìn)行抗彈性能的表征與抗彈機(jī)理的分析。實(shí)驗(yàn)表明,采用DMSO溶液對(duì)芳綸纖維進(jìn)行預(yù)微纖化處理效果顯著,但是會(huì)對(duì)纖維本體強(qiáng)度造成損傷。當(dāng)預(yù)微纖化處理時(shí)長(zhǎng)為4 h時(shí),纖維單絲拉伸強(qiáng)度降低37.31%;拔出強(qiáng)度增加45.96%;表面自由能由17.5 m N/m增加到36.1 m N/m;與環(huán)氧樹脂之間的接觸角由68°降低為42.8°;以上數(shù)據(jù)可以證明預(yù)微纖化處理可以有效改善纖維與樹脂基體之間的界面性能,提高浸潤(rùn)性。通過對(duì)芳綸納米纖維增強(qiáng)增韌環(huán)氧樹脂后的固化產(chǎn)物研究可知,環(huán)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

等離子體氛圍處理前后芳綸纖維接觸角[28]a)處理前b)處理后

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-3-的接觸角為65.9o，經(jīng)處理后接觸角下降到62.2o。因此，可以得出等離子體處理效果明顯，具有潛在的工業(yè)應(yīng)用前景。圖1-1等離子體氛圍處理前后芳綸纖維接觸角[28]a)處理前b)處理后蔣向[29]等人采用了等離子體改性方法對(duì)芳綸纖維進(jìn)行了處理，整個(gè)實(shí)驗(yàn)由H2低溫等離子體系所引發(fā)，對(duì)照試驗(yàn)采用空氣體系進(jìn)行引發(fā)，研究結(jié)果顯示，相較于對(duì)照組，采用H2低溫等離子進(jìn)行改性處理后，芳綸纖維的表面能有所增加，以空氣作為引發(fā)時(shí)為46.0mN/m，經(jīng)過改性后增加至63.2mN/m；與此同時(shí)芳綸纖維表面極性顯著增強(qiáng)，極性張力從58.0％增至69.9％，同時(shí)可知單根纖維的拉伸強(qiáng)度沒有明顯的變化。2008年，上海大學(xué)的彭程程[30]等人在常溫常壓下使用等離子體來處理芳綸纖維無紡布，無紡布的3D結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。經(jīng)過研究可以發(fā)現(xiàn)三維織物中的最外層纖維的粗糙程度，化學(xué)鍵能以及吸濕能力均得到了一定程度的改善，觀察從外層到內(nèi)層的纖維可知，最內(nèi)層纖維的性質(zhì)幾乎保持穩(wěn)定不發(fā)生改變，從內(nèi)到外等離子體系處理的效果逐漸增強(qiáng)。此外還對(duì)該織物復(fù)合材料進(jìn)行了三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在經(jīng)過等離子處理后，芳綸復(fù)合材料的抗彎曲強(qiáng)度增加11%，彎曲強(qiáng)度提升12%。圖1-2芳綸無紡布3D編織預(yù)成型原理圖[30]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-5-因此可以得出結(jié)論，氨化和輻射相結(jié)合是改善芳綸纖維與環(huán)氧樹脂基體界面性能的有效途徑，通過輻照來對(duì)芳綸纖維進(jìn)行改性也是近些年常見的方法之一。圖1-3芳綸纖維表面處理流程圖[36](3)超聲浸漬法超聲波浸漬改性法是指在超聲的作用下，體系中的液體會(huì)由于震動(dòng)而產(chǎn)生氣泡的破裂，而正是由于破裂時(shí)所產(chǎn)生的微小局部作用力可以引起樹脂與纖維之間浸潤(rùn)性能的變化。此外，超聲作用會(huì)使得樹脂中的氣泡得到脫除，樹脂膠液的存在更加均一穩(wěn)定，在浸潤(rùn)纖維時(shí)更加均勻。經(jīng)過超聲波浸漬改性處理后的芳綸纖維表面的極性官能團(tuán)的數(shù)量有所增加，極性基團(tuán)的數(shù)量直接影響到樹脂與纖維之間的界面粘接性能，進(jìn)而使得所制復(fù)合材料的力學(xué)性能得到有效提升，超聲浸漬法的優(yōu)點(diǎn)在于處理后芳綸纖維本體強(qiáng)度的損失量較校劉麗[37]等人在超聲浸漬的作用下研究了纖維表面性能的變化。圖1-4是在超聲前后纖維微孔直徑及其分布圖。從圖中可以看出經(jīng)過超聲浸漬處理后芳綸纖維的微孔分布更加密集，平均微孔直徑有所降低，孔徑變得細(xì)小而密集。經(jīng)過后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)：適當(dāng)頻率下的超聲作用可以使得纖維表面基團(tuán)發(fā)生活化，從而使得表面極性官能團(tuán)的含量增加，表面張力中由極性所貢獻(xiàn)的分量也有所增加。超聲浸漬在引起以上變化之外還會(huì)對(duì)芳綸纖維表面造成刻蝕作用，使得纖維的微觀比表面積

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
[1]γ-射線輻照改性對(duì)芳綸纖維及其復(fù)合材料性能的影響[D]. 張艷華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3605817